Brevet FR3009016A1 — publié le 20150130

La présente invention a pour objet de définir un élément de puissance motrice décrit sans détente volontaire et alimenté par un fluide du type gaz liquide ou éventuellement fortement compressé. Nous pouvons prévoir également un mélange avec un carburant vaporisé et ignition avec un procédé électrique particulier spécifique. Cette étude traitera surtout l'introduction de gaz neutre sans combustion. Le dit gaz est détendu dans une ou plusieurs chambres de détente étanches mécaniquement mais non hermétiques, afin de limiter au maximum le débit de détente. L'élément moteur est composé au minimum d'un stator parfaitement circulaire et d'un ou plusieurs rotors équipés chacun d'une ou plusieurs chambres de détente. Chaque rotor est équipé au moins de deux ou de préférence trois ou quatre, voire davantage d'éléments de réactions d'appui prévus tels que le couple moteur résultant de la force moyenne calculée de la ou les chambres de détente conjuguée avec la surface utile de la ou les chambres de détente par son levier utile en prenant par exemple l'axe d'une réaction d'appui en référence. La sortie puissance sera assurée par un bras oscillant ou tout autre montage équivalent à un arbre dit « à la Cardan » en fait avec un double Cardan voisin d'un demi pont de Dion sans différentiel central. Pour tenir compte des effets mécaniques et physiques un arbre coulissant peut être conseillé, bien que les mobilités tant angulaires que transversales soient réduites. La capacité de coulisse axiale de l'arbre nommé également joint tournant, qui apporte le fluide moteur, a nécessairement une valeur non nulle mais celle-ci est de préférence très réduite, par exemple de quelques centièmes de millimètre à quelques millimètres pour une motivation que nous expliciterons ultérieurement. La variation dimensionnelle tant que du diamètre intérieur moyen utile dudit moteur autorisant le bon dimensionnement des bras de levier sus indiqués, que la surface moyenne utile de ou des chambres de détente autorise la gamme de puissance souhaitée tant pour une production d'énergie fixe que pour l'implantation sur un mobile qu'il soit terrestre, naval ou aérien. Nous entendons par surface utile de ou des chambres de détente la projection géométrique droite calculée pour l'établissement de la puissance moteur utile. L'énergie nécessaire pour mouvoir cet équipement peut être de préférence un gaz liquide, qui détendu par des moyens nécessaires sera admis dans la ou les chambres de détente. Nous pouvons naturellement exploiter par exemple de l'air liquide ou tout autre gaz liquide commercialement peu onéreux et de préférence non toxique pour le genre humain et le monde animal. Nous pourrons exploiter également des gaz fortement compressés avec en corollaire une capacité de puissance à priori réduite et une complexité de stockage. Avec l'exemple du gaz liquide nous adopterons tous les éléments constitutifs pour une bonne distribution : filtre(s), détendeur(s) fixes et variables, électrovanne(s) ou vanne(s) 40 de sécurité et vanne(s)ou électrovanne(s) de commande de puissance et son électronique associée. Dans ce dernier exemple d'exploitation de gaz liquide, nous remarquons que nous avons un apport de frigories à ne pas négliger. Cet apport de frigories peut présenter des avantages pour des moyens militaires en milieu hostile pour contrer ou limiter les émissions infrarouges. En exploitation civile une utilité peut apparaître pour le remplacement ou en appoint du système de climatisation lors d'une demande d'air extérieur refroidi. L'introduction du gaz détendu dans la ou les chambres de détente se fait par un mécanisme simple et étanche, par exemple simple ou multivoies nommé joint tournant. Une segmentation de préférence mécanique et multiple sera adoptée pour éviter ou réduire les pertes de gaz détendu. Il en sera de même pour la ou les chambres de détente afin de limiter au maximum la détente, garder la pression et son effet moteur. Cette segmentation pour essentiellement la ou les chambres de détente peut être intégrée au corps principal ou ajoutée avec mécanisme de maintien éventuel ou d'équilibrage pour éviter avec les efforts centrifuges une usure prématurée. Le jeu de cette segmentation en particulier au niveau de ou des chambres de détente peut être de l'ordre de 10 microns ou de préférence inférieur si les moyens d'usinage le permettent, après par exemple un bref rodage, au sens industriel, afin de réduire le débit de fuite nécessaire afin de générer la force motrice définie par le concept. Toute la segmentation tant de ou des chambres et de la liaison par joint tournant peut être additionnée de joints, quel que le type : métal d'usure à moindre tenue mécanique par exemple afin de ménager les éléments constitutifs essentiel et/ou des joints plus courants tels que joints à lèvres, toriques, etc.... Nous noterons que plus le nombre de joints peut être élevé, meilleur sera le rendement de l'ensemble au final, l'essentiel étant de réduire le débit de fuite afin de s'approcher des joints labyrinthes exploités essentiellement en aéronautique, ce type de joint sans frottement à fentes multiples multiplie les phases pression/dépression à la détente ce qui réduit volontairement le débit de fuite, ce qui est également notre objectif. Le produit dans son fonctionnement circulaire est nécessairement équilibré statiquement et dynamiquement, avec masse de compensation pour s'opposer aux efforts centrifuges occasionnés par la présence d'une part des éléments de roulements et d'autre part de la masse de la chambre de détente et ses accessoires. L'alimentation énergétique de cette mécanique sera assurée par exemple par un réservoir étanche, voire hermétique, avec exclusivement l'essentiel soit vanne(s) de remplissage, sortie(s) vers notre équipement et dispositifs de sécurité par exemple soupape(s) de surpression. L'état de la technique actuelle et antérieure est vulgarisée, avec les équipements générateurs de force motrice pour mobiles par exemple type classique à pistons alimentés en essence ou à gazole ou tout autre carburant valide, nous connaissons également les turbines moto propulsives alimentées par exemple en kérosène ou tout autre carburant compatible. Les tentatives de développement de moteur strictement alimentés par gaz liquide ou fortement compressé n'ont pas abouties aujourd'hui, excepté éventuellement les turbines alimentées par hydrogène mais le cout est extraordinaire. Le développement de moteur à piston(s) alimentés par exemple par air compressé ou liquide doit être considéré comme caduc du fait de la consommation excessive du « carburant », dans un autre contexte traditionnel avec apport d'énergie par exemple fossile nous l'aurons désigné comme « comburant ». Nous nous proposons maintenant de développer la description du concept sans être exhaustif mais suffisamment détaillé afin que le lecteur puisse accéder aux éléments invoqués. Nous n'entrerons pas dans le calcul dynamique de notre proposition mais apporterons quelques éléments mathématiques et physiques pour faciliter l'appréhension du produit. Nous commencerons par définir la couronne extérieure ou stator qui sera usinée sur ses deux faces par exemple. L'usinage par tournage ou fraisage devra se faire rigoureusement de préférence sur les faces externe et interne dans un même temps afin de parvenir à une concentricité et une circularité parfaites. Le delta d'erreur d'usinage pour la concentricité et la circularité devront être nettement inférieur à 10 microns pour parvenir à un résultat de qualité et obtenir une rotation quasi parfaite. La partie externe de cette couronne pourra avoir des bossages partiels ou sur toute la périphérie afin de pouvoir réaliser la fixation de l'équipement, de faciliter l'ancrage des accessoires - admission de gaz liquide vaporisé par exemple et l'arbre dit à la Cardan ou en fait demi pont de Dion de sortie puissance coulissant très faiblement de préférence, de l'ordre du millimètre par exemple, voire nettement moins, et de faciliter le montage du carter de protection de l'ensemble. Nous aurons également la facilité de réaliser un soudage de qualité au lieu et place par exemple de ce ou ces bossages pour souder des éléments permettant la fixation des composants décrits ci-avant ou encore d'exécuter à la fois bossage(s) et soudage. Le risque s'il se présente pour le soudage est la déformation si réduite soit-elle de la concentricité et également la circularité uniforme de la couronne. Un usinage parfait peut impliquer également pour obtenir un produit de qualité l'usage d'un seul outil pour la finition du produit. Cette couronne décrite unique peut être également réalisée en deux ou plusieurs couronnes concentriques, chacune ayant son ou ses rôle(s) spécifique(s). Dans ce cas toutefois nous aurons des contraintes de montage accrues, et en particulier pour la concentricité des pistes de roulement et d'échappement et également de montage de la partie mobile de notre appareil qui sera décrit ci-après, de plus l'équilibrage dynamique sera plus complexe. Chaque couronne unitaire pourra être réalisée avec deux ou trois épaisseurs, la partie de base est simplement usinée voire brute, la ou les parties utiles où circulerons le ou les 40 éléments de roulement de réaction d'appui seront ajustés parfaitement. Cette ou ces couronnes dites d'usure seront usinées parfaitement tel que décrit précédemment, elles pourront être de faible épaisseur relative et s'adapterons sur la couronne de base parfaitement, avec un jeu de montage quasi nul afin d'éviter les flexions parasites qui nuiraient à la qualité de la concentricité et la circularité finale. Elles seront fixées mécaniquement, voire soudées, ou insérées à chaud pour cette ou ces couronnes d'usure ou à froid par frettage mécanique, l'action de frettage à chaud ou éventuellement à froid s'exercera indifféremment sur les couronnes d'usure ou sur la matrice mère selon les compétences et la facilité de mise en oeuvre. Au global avec une couronne l'accès et le montage sont accessibles par les deux cotés latéraux, avec deux ou plusieurs couronnes l'accès et le montage ne sont aisés que par une seule face, de plus les contraintes mécaniques sur les éléments de roulement que nous verrons ultérieurement sont plus élevées ce qui génère un alourdissement de la partie mobile, plus éventuellement les coûts matière et usinage du produit. Par contre l'aspect positif d'une couronne multiple autorise le positionnement par exemple de la chambre de détente sur l'une ou l'autre de la partie convexe de la couronne intérieure et ce afin de réduire la vitesse périphérique de la ou les chambres de détente pour réduire les éventuels frottements, bien que ceux-ci en fonctionnement sont théoriquement nuls. Les bossages décrits ci-avant et/ou les éléments soudés dans la mesure où ils sont 20 parfaitement usinés et en particulier sur leurs flancs et s'ils sont existants sur tout ou une large partie de la périphérie peuvent être également utiles pour le guidage des éléments de roulement extérieurs, voire intérieurs. En théorie toutefois ce guidage est inutile dans la mesure où l'arbre à la Cardan de sortie puissance assurera le maintien latéral de l'élément mobile tel qu'il sera décrit 25 ultérieurement. Nous nous proposons maintenant de décrire l'élément mobile interne. L'ensemble mobile est composé pour l'essentiel de quatre sous-ensembles qui nous paraissent indispensables. L'élément moteur est la ou les chambre(s) de détente génératrice d'énergie. 30 La pression générée produit un effort nécessitant des réactions d'appui. Le premier externe à une couronne, le second interne à la même couronne ou une autre couronne concentrique. Le dernier élément correspond à la masse nécessitée pour l'équilibrage statique et dynamique de l'ensemble en rotation. 35 Ces quatre sous-ensembles sont solidarisés mécaniquement. La ou les chambre(s) de pression et de détente sont des éléments usinés ou non de qualité à effet centrifuge ou à effet centripète. Cette (ces) chambre(s) sont par exemple mais de préférence pseudo circulaire(s) compte tenu de la concavité ou la convexité de la couronne. 40 Nous ajouterons de préférence un ou plusieurs segments qui adopterons la forme circulaire de la couronne et ce dans le but de réduire les fuites de fluide générateur de pression. Cette segmentation sera fixe de préférence, interchangeable, ou éventuellement mobile avec dispositif d'équilibrage. Pour le démarrage afin que la segmentation soit en contact de la couronne un système à ressort pourra être monté. Au-delà à la rotation compte tenu des fuites de fluide la segmentation « décollera » de la couronne et ne sera plus théoriquement soumise à l'usure mécanique. Les réactions d'appui s'exerceront sur par exemple les couronnes d'usure telles que décrites précédemment. Nous observerons les réactions d'appui à effet centrifuge et à effet centripète. Chaque réaction d'appui sera conçue pour obtenir une facilité de roulage maximal. Il sera constitué par exemple de un ou deux ou d'avantage d'éléments de roulement par exemple des roues réduites montées sur axes lubrifiés de préférence ou encore par roulements à billes ou éventuellement à rouleaux droits ou coniques à simple ou double pente. La qualité des roulements sera standard ou inoxydable, nous également opter pour les éléments à auto alignement. La surface externe en contact par exemple avec la piste de roulement sur la matrice circulaire usinée ou sur couronne d'usure pourra être traitée par traitement thermique pour favoriser le durcissement et réduire le risque d'usure prématurée car la charge compte tenu du couple à tenir peut être relativement élevée et les taux de fatigue des matériaux élevé. Les matériaux usités pour ces composants, que ce soit les matrices circulaires originelles, les couronnes d'usure éventuelles, le corps mobile en rotation, la segmentation éventuelle, et les éléments en rotation de réaction d'appui seront de préférence en acier à haute résistance à module d'élasticité le plus élevé possible afin de réduire la flexion qui risque de générer des fuites de fluide moteur trop élevées. Nous pourrions exploiter des alliages légers, des alliages de titane voire encore des éléments en carbone et nanotubes ou tout autre matériau à la condition expresse de pouvoir les traiter afin de parvenir à un module d'élasticité le plus élevé possible. Le dernier composant essentiel sera la masse d'équilibrage statique et dynamique validée sur les trois axes. Les matériaux exploitables pour cette masse ont une 30 importance réduite. L'ensemble mécanique ainsi composé, et dans la mesure où il apparaît que faire le vide partiel dans l'enceinte ainsi définie avec ses quatre éléments décrits précédemment n'est pas à priori rentable, sera de préférence pour réduire la traînée aérodynamique conçu tel qu'il s'intègre parfaitement dans l'ambiant avec de préférence un coefficient de tramée 35 le plus réduit possible. Nous devons encore définir l'admission de fluide moteur, le réservoir pour un mobile qu'il soit marin, terrestre ou aérien, et également la sortie puissance telle que nous l'avons brièvement invoquée précédemment par exemple avec un arbre spécial dit à la Cardan, en à double Cardan, caractérisé éventuellement par une faible mobilité axiale 40 et d'amplitude angulaire. Nous devons également compte tenu des éléments de roulement de réactions d'appui soumis à des régimes de rotation qui peuvent être élevés prévoir une lubrification des axes. Cette lubrification peut être externe sous pression avec une complexité mécanique aisément solvable. Nous écarterons éventuellement le barbotage qui un procédé de 5 lubrification qui nous parait à priori archaïque mais qui reste néanmoins valide. Un bon choix pourrait être une lubrification par centrifugation avec réservoir intégré au corps en rotation, de volume suffisant pour espacer les besoins de remplissage, et des conduits de faibles dimensions de graissage jusqu'aux axes des éléments rotatifs de réaction d'appui. Nous réalisons ainsi une sorte de lubrification à faible pression certes 10 rudimentaire mais à coût minimum et à grande autonomie. Pour conclure ce chapitre nous n'omettrons de citer les graisseurs traditionnels en mécanique type par exemple « Técalémit », et encore les roulements à billes ou à rouleaux droits ou coniques dits étanches, et tous montages rotatoires dits graissés à vie. Nous proposons maintenant d'invoquer les caractéristiques de l'alimentation par un 15 fluide. Notre objectif est d'assurer la liaison entre une installation fixe par exemple ou un ou des réservoirs embarqués sur un mobile. Le réservoir alimentateur sera défini ci-après. Nous exploiterons pour ce lien ce que nous appelons un joint tournant valide pour cette application de générateur de force motrice. 20 Le joint tournant est composé à minima de deux composants essentiels ou davantage. Dans cet exemple nous avons en premier lieu une partie non rotative intégrée à l'ensemble générateur mais capable de mobilité relative sur les 3 axes afin de contenir les vibrations, les frottements et la dilation, en fait plus exactement la contraction due au concept de détente. La seconde partie est un élément de préférence circulaire solidaire 25 de la partie mobile de notre générateur. Ces deux parties s'emboitent l'une dans l'autre constituant un ensemble male/femelle. Notre objectif est d'exclure toute fuite dans cette liaison, constituant en fait un ensemble à l'étanchéité maximale afm de réduire au maximum toute perte de fluide moteur. Nous réalisons ainsi un ensemble sans perte d'énergie mais avec au moins un axe de 30 mobilité : la rotation de l'organe moteur rotatif. Il est toutefois très conseillé d'accorder à l'élément non rotatif une facilité de mouvement sur les trois axes fondamentaux afm de réduire au maximum les couples antagonistes pénalisant la production motrice de l'élément principal en rotation. Les deux composants essentiels seront liés à la limite mécaniquement avec glissement 35 relatif, très faible jeu et étanchéité assurée par exemple par graissage quel que soit le produit de graissage dont l'objectif premier est d'assurer l'étanchéité de l'ensemble tout en préservant sa mobilité relative avec le frottement minimum, mais il est fortement conseillé de prévoir des joints, quel qu'en le type et leurs qualités matière. Le nombre de joints dans ce contexte peut varier de un à trois ou davantage, et ce sans 40 limite. Le type de joints est quelconque au choix du fabricant, nous pouvons recenser par exemple les joints feutre ou les joints à lèvres ou les joints toriques ou encore des joints carbone ou encore en nanotubes ou céramique ou tout autre type compatible assurant simultanément étanchéité et glissement relatif. Selon leurs qualités ces joints si nous optons pour un montage multiple, et selon leurs qualités mécaniques pourront être montés dans des gorges adaptées ou encore avec des entretoises de séparation et blocage externe par clips ou écrous compatibles ou tout moyen valide. Pour le montage nous pouvons recommander un montage habituel tel que la partie 10 solidaire de l'organe en rotation soit par exemple du type femelle et la partie relativement « fixe » d'amenée du fluide moteur sous pression soit du type male. Cependant nous pouvons opter pour un choix inverse ou toute autre solution telle que les deux tubes en regard mais distancié avec un lien mécanique externe ou interne équipé de joints compatibles pour chaque élément tel par exemple un manchon étanche 15 entre les tubes en regard. Nous ajouterons que l'étanchéité de ces joints pourra être améliorée par l'apport d'un graissage adapté, soit permanent avec alimentateur spécifique, ou encore avec graisseurs externes et accessibles ou encore avec un montage dit graissage à vie. Le dernier élément nécessaire au bon fonctionnement de notre projet est la sortie 20 puissance avec arbre que nous précisons à la « Cardan » et en fait nous devons lire à double « Cardan » et qui semble analogue au différentiel près analogue à un demi-pont de « Dion ». En fait c'est un arbre coulissant traditionnel, excepté qu'il peut être conçu à faible mobilité angulaire et à coulisse de préférence très réduite par exemple quelques 25 millimètres, voire quelques centièmes de millimètres. Ce choix s'impose dans la mesure ou le rôle de cet arbre est double. D'une part il assure la transmission de sortie puissance, mais également il maintient l'organe rotatif moteur en place, excepté lorsque nous prévoyons pour les éléments de réaction d'appui une double pente facilitant le centrage du rotor, mais l'intérêt de cette proposition nous parait réduite bien qu'elle est 30 valide avec peu de contraintes. La sortie externe de cet arbre sera naturellement tenue mécaniquement par exemple par palier(s) ou roulements droits ou biconiques de type à billes ou à rouleaux voire à aiguilles selon les efforts calculés. Une butée au sens mécanique du terme est de préférence prévue avec ou sans les roulements spécifiques. 35 Au-delà de cette sortie d'arbre selon notre choix et le besoin exprimé nous aurons naturellement le ou les éléments mus par notre moteur. Ainsi nous pouvons entraîner éventuellement un générateur électrique ou encore un compresseur ou des pompes ou encore un véhicule mobile qu'il soit terrestre, aérien ou naval, voire sous-marin. Selon le produit un équipement du type boîte de vitesse peut être associé que cette boîte soit mécanique, automatique ou à variateur piloté par module électronique ou encore tout autre type compatible. Nous avons une possibilité de prévoir alimentation et sortie puissance sur une même 5 face de notre machine. La partie intégrée à l'élément tournant principal dans ce cas est creux avec une extrémité extérieure occluse et un dispositif étanche d'amenée du fluide moteur est adapté comme nous le verrons ultérieurement. Le fluide moteur transite par des lumières adaptées sur le tube précité afin d'être amené comme nous le verront vers la chambre de détente afin de générer un effort, donc un couple et selon la vitesse de 10 rotation une puissance disponible. Le lien avec la génération de pression de gaz détendu s'exécutera par exemple par manchon adapté, étanche de par et d'autre relativement fixe et monté sur l'arbre creux et borgne tel que décrit précédemment. Pour cette sortie dans le but de généraliser les possibilités nous pourrons citer également l'arbre de torsion ou tout autre arbre à capacité de souplesse longitudinale et axiale, 15 voire encore un système articulé en V ou en losange ou tout autre système voisin, mais à priori le demi pont de Dion nous parait plus favorable dans la mesure où les pertes de couple et de frottement lors de la rotation sont voisines de zéro dans la mesure où il est adapté afin d'avoir un glissement longitudinal et une facilité de mobilité angulaire. Nous n'omettrons pas de citer pour les engins mobiles équipés de ce concépt le 20 réservoir de fluide moteur. Ce fluide sera de préférence un gaz liquide, de préférence de l'air car le produit ne présente pas de risque d'explosion et semble le meilleur marché. Le réservoir sera naturellement équipé de soupape(s) de sécurité en cas de choc ou éventuellement d'incendie provoqué. En aval de ce réservoir, nous aurons notre dispositif de détente afin de ramener ce gaz 25 d'un état liquide par exemple ou éventuellement très compressé à un état gazeux sous basse ou moyenne pression, avec les appareillages habituels cités en exemple : filtre(s), détendeur(s) à un ou plusieurs étages, vanne(s) d'arrêt, régulateurs classique avec ou non compensations différentielle et/ou intégrale commandés par l'opérateur ou le pilote afin d'adapter le niveau de puissance requis. 30 Afin de réduire la masse de l'enveloppe de ce réservoir nous pourrons tenter de le concevoir du type multitubes liés par exemple par manifold avant sortie vers les détendeurs et les systèmes de régulation et de commande. A puissance de sortie constante, la pression génératrice est pseudo constante, mais nous pouvons adopter un régime de débit à pulsations dont l'intérêt ne parait pas évident à 35 priori, le débit étant linéaire et proportionnel à la pression initiale et la section de détente, éléments que nous verrons ultérieurement dans les simulations de calculs. Avant de développer les descriptifs plus détaillés nous devons préciser que ce concept présente des avantages déterminants pour certaines applications et en particulier la réduction majeure du facteur bruit et également l'absence d'émission infrarouge. 40 Puisque notre proposition intègre un système de détente de gaz généralement liquide et ramené à l'état gazeux sous basse ou moyenne pression ce qui génère un diffusion relativement importante de frigories exploitable pour une climatisation ou toute autre utilité. Nous nous proposons de réaliser une simulation en exemple pour un modèle simplifié. Soit par exemple un réservoir d'air liquide de 70 litres, ce type de gaz simple, courant et peu onéreux. Nous pouvons naturellement exploiter tout autre type de gaz de préférence à l'état liquide. Nous savons que la masse volumique de l'air en phase liquide est de l'ordre de 875 10 kilogrammes par mètre cube, et à l'ambiant de l'ordre de 1013 millibars, soit 105 Pascals. Dans notre exemple la masse de gaz liquéfié est donc de : 0,875 * 0,07 = 61,25 kilogrammes disponibles à l'ambiant. Supposons un apport de ce gaz liquide après évaporation, et avec pertes réduites au 15 maximum avec des joints de qualité adaptés selon nos commentaires, ces pertes doivent être voisines de zéro si possible. Rappelons les caractéristiques de cette molécule en phase gazeuse : Masse volumique du gaz au point d'ébullition : 3,2 kilogramme par mètre cube Début d'ébullition à - 194°C 20 Température critique entre phase liquide et phase gazeuse - 140°C. Notre concept de détente bloquée par opposition au cycle de Beau de Rochas, avec volontairement un jeu réduit de l'ordre de 10 microns soit 10 -5 mètre, entre couronne de détente et chambre(s) donne si nous optons pour une chambre dont la projection droite a une surface d'environ 100 centimètres carrés soit 0,01 mètre carré, et compte tenu d'un 25 choix de chambre pseudo circulaire et convexe, soit un rayon moyen de l'ordre de 57 millimètres ( 0,057 mètre) et une circonférence convexe mais assez voisine du cercle dans un plan de l'ordre de 355 millimètres (0,355 mètre). Nous pourrions opter pour une chambre elliptique ou encore ovoïde ou tel un lamage ou toute autre géométrie, par exemple orientée tel que l'axe principal soit parallèle à l'axe 30 de rotation, le bilan serait légèrement favorable en terme de pression, mais la longueur périphérique de la chambre serait accrue ce qui générera davantage de consommation du gaz moteur. Selon notre choix primaire avec une chambre convexe pseudo circulaire nous pouvons calculer la section de fuite du gaz injecté : 350 millimètres * 10 microns = 3,5 35 millimètre carrés soit 3,5 * 10-6 mètre carré. Nous proposons de prendre cette section libre pour la détente telle une tuyère d'éjection de l'air vaporisé dans notre exemple. Notre avantage relatif est observé par le fait que nous ferons en sorte que la sortie de détente soit aussi proche que possible d'un joint labyrinthe adapté ce qui réduit le débit 40 et accroit donc l'autonomie de notre générateur de puissance. Nous pouvons exploiter les équations de Barré de Saint Venant et le théorème de Hugoniot pour l'évaluation des caractéristiques de la détente. Nous remarquerons cependant que les caractéristiques de ces travaux sont essentiellement valides pour des tuyères généralement convergente divergente et que l'objectif est de parfaire l'éjection avec le minimum de pertes. Notre objectif est inverse car notre intérêt est de réduire au maximum le débit de détente. L'équation de Barré de Saint Venant nous donne : c = M * (Y*r*T) " avec c : célérité locale de l'écoulement, M : nombre de Mach 10 incident, Y : rapport des chaleurs spécifiques à pression constante sur chaleur spécifique à volume constant, r : constante des gaz parfait, T : température initiale en degrés Kelvin. Soit par exemple avec M = 0,6 ; Y = 1,4 ; r = 287 ; et T à 15 °C soit 288°K , nous obtenons une célérité locale de l'ordre de 204 mètres par seconde, ce qui peu paraître 15 élevé mais reste valide compte du débit extrêmement réduit tel que nous le verrons ci-après avec une réserve du fait que cette équation est valide pour les gaz parfaits ce qui le cas par exemple de l'azote mais non le cas privilégié de l'air. Nous avons également la relation de Barré de Saint Venant : ((Y / (Y -1) * p/a)) + c2/2 = Constante ou encore ((Y *r*T)/ (Y - 1)) + c2 /2 = 20 Constante avec les mêmes unités que précédemment et p pression et a la masse spécifique du fluide localement. Comme nous connaissons la variation de section de la tuyère, nous sommes capables de calculer en tout point de cette même section de tuyère les paramètres de l'écoulement qui sont point de l'écoulement la célérité c, la température en degré Kelvin T, la 25 pression locale p, et la masse spécifique locale a. Nous avons naturellement outre les équations de Barré de Saint Venant, la loi d'un adiabatique p/ p Y = Constante avec p taux de compression, l'équation pour les gaz parfaits p/ p = r * T peu valide pour l'air et naturellement la loi de conservation de masse tout le long de la détente. 30 Le théorème de Hugoniot nous permet d'apprécier que vitesse et pression dans une tuyère varient en sens inverse dans un écoulement adiabatique et si le nombre de Mach est inférieur à 1 excepté en supersonique où si la section croît, la vitesse croît également. Il convient de rappeler que ces théorèmes et relations sont essentiellement valides pour 35 des tuyères convergentes divergentes optimisées pour un débit maximal et une vitesse sonique au col, ce qui est contraire à notre objectif à priori. Nous préférerons l'exploitation de valeurs pratiques selon par exemple les courbes du diagramme de Lebrasseur qui évalue la dépense d'une tuyère et compte tenu que notre travail concerne une approche fondamentale mais orientée vers une application pratique 40 et concrète. Le diagramme de Lebrasseur est moins abstrait que les équations fondamentales, peu conformes à la pratique courante. Il convient de considérer également que nous avons des pertes par frottement intitulées fréquemment dépense d'une tuyère, et rappeler qu'il est impossible d'évacuer à la vitesse sonique à la section la plus réduite - le col - . Ainsi dans cet exemple le diagramme nous donne pour une pression initiale de 2 Bars absolus et une pression résiduelle de 1,5 bar absolu un débit de consommation de l'ordre de 400 kilogrammes par seconde * mètre carré de section de tuyère au col et une vitesse d'éjection de 200 mètres par seconde. Nous avons donc un débit massique de détente pour la chambre et sa segmentation de section 3,5 millimètres carrés de l'ordre de : 400 * 103* 3,5 * 10-6 = 1,4 gramme par seconde environ (0,0014 kilogramme/seconde). Ainsi dans notre exemple et une masse initiale de 61,25 kilogrammes à l'ambiant nous avons une capacité de fonctionnement à régime stabilisé de 61250/1,4 = 43750 secondes soit plus de 12,15 heures de fonctionnement cumulé. De plus nous ne tiendrons pas compte dans cet exemple d'un coefficient de dépense pouvant atteindre 0,7 réducteur de la consommation sans effet sur la pression interne de la chambre. Pour l'estimation du couple utile nous effectuons le produit de deux variables. La première variable est le produit de la pression moyenne de la chambre par la section utile définie telle que cette section est la projection sur un plan. La seconde variable est le bras de levier défini tel que la projection de l'entraxe des éléments de roulement dans un plan perpendiculaire au plan précédent. Le produit de l'effort résultant de la première variable par sa distance orthogonale du second plan 25 nous définit le couple utile théorique. Ainsi avec une section voisine de 100 centimètres carrés utiles (0,01 mètre carré) et (un différentiel de pression de 50000 Pascals (0,5 bar), nous obtenons une pression totale sur la chambre de 500 Newtons. Avec un levier utile de l'ordre de 0,2 mètre, nous obtenons un couple moteur de 100 Newton*mètre. 30 Avec un vitesse de rotation du rotor de l'ordre de 50 tours / seconde (3000 tours/minute) nous obtenons une puissance disponible théorique de : P = 100* 2 * rr *50 = 31416 Watts soit 31,4 kilowatts. Avec une vitesse de rotation accrue par exemple de l'ordre de 100 tours/seconde notre estimation permet une puissance de 62,8 kilowatts. Il conviendra d'être légèrement réducteur de cette puissance compte des frottements des 35 éléments de roulement sur leur axe et l'inévitable défaut d'alignement des dits éléments même si ce défaut peut être réduit à la minute d'angle, mais ces pertes peuvent compensées par le coefficient de dépense de la « tuyère » favorable et si besoin un accroissement de la surface utile de la chambre de détente et accessoirement un allongement du levier utile. Notre choix précédent était à minima. Nous pouvons avoir une pression initiale de 2 bars absolus (200 000 Pascals) et un échappement de l'ordre du bar absolu (100 000 Pascals) , soit un différentiel utile de pression de l'ordre du bar. Selon le diagramme pratique de Lebrasseur le débit atteint 500 kilogrammes par seconde et par mètre carré de sortie tuyère au col. La vitesse d'éjection est d'environ 250 mètres/seconde avec débit dans les mêmes conditions compte tenu de la section de fuite calculée de 3,5 millimètres carrés (3,5 * 10-6 mètre carré) de l'ordre de : 500 * 103 * 3,5 * 10-6 = 1,75 gramme/seconde (0,00175 kilogramme/seconde). Avec le réservoir défini précédemment de 61,25 kilogrammes nous obtenons un 10 potentiel de fonctionnement de 61,25 / (1,75 * 10'3) = 35 000 secondes soit environ 9,72 heures de fonctionnement disponible. Toutes ces valeurs sont données naturellement en exemple que ce soit la pression initiale, la pression finale, la section de chambre et la longueur du levier, etc... Dans cet exemple de pression différentielle de l'ordre du bar avec la même chambre de 15 surface utile de 100 centimètres carrés donnée en exemple nous obtenons une pression utile totale de : 100 000 Newton * 0, 01 mètre carré =1000 Newtons. Avec un exemple de bras de levier utile réduit à 0,15 mètre soit un couple utile de 150 Newton*mètre et pour un régime de rotation par exemple de 6000 tours/minute soit 20 100 tours/seconde, la puissance théorique calculée est de : 150 * 100 * 2 * ar = environ 94 248 watts soit environ 94,25 kilowatts soit environ 128 anciens chevaux vapeur. Pour évaluer la capacité de ce générateur de puissance moteur dans une première approche de puissance nous pouvons prendre l'équation suivante : 25 P = Su * AP * lu * 2 * r * n avec P la puissance en watts, Su la surface utile de la chambre en mètres carrés, AP le différentiel de pression entre pression initiale et pression finale de sortie en Pascals, lu le levier utile calculé, n le régime de rotation exprimé en tours par seconde. Dans une autre gamme de puissance nous pouvons obtenir des puissances relativement 30 avec des petits modules. Par exemple avec les paramètres suivants : Su = 2 centimètres carrés soit 2 * 104 mètre carré, AP = 1 bar soit 105 Pascals, lu = 3 centimètres soit 0,03 mètre, n = 300 tours/seconde. Nous obtenons pour un produit de taille réduite une puissance de 1130 Watts. Pour les fortes puissances nous pouvons opter en exemple avec une surface de 300 35 centimètres carrés soit 0,03 mètre carré, un AP de 1 bar soit 100 000 Pascals un levier utile de 0,5 mètre et un régime de 30 tours par seconde. Nous obtenons une puissance de 282,744 kilowatts pour cet exemple à bas régime de rotation. Le même exemple avec les mêmes variables excepté le levier utile réduit à 0,2 mètre mais le régime porté à 150 tours par seconde la puissance atteint 565,488 kilowatts. 40 Nous pouvons obtenir des puissances plus réduites ou au contraire plus élevées en faisant évoluer les variables dans les limites de la faisabilité. De plus nous verrons ci-après des possibilités d'associer plusieurs moteurs soit en série en calculant la tenue mécanique du corps tournant et l'évolution successive des arbres à 5 double Cardan, soit également avec une boite à engrenage liée à plusieurs moteurs en parallèle. En pratique nous devons moduler ces résultats en deux temps. Le premier temps est modérateur car le contenu du réservoir de gaz liquide n'est jamais totalement du gaz liquide, nous avons également un gaz en phase gazeuse de masse 10 volumique de l'ordre de 3,2 kilogramme par mètre cube au point d'ébullition à pression ambiante. Ce fait est réducteur en terme de masse disponible de gaz ce qui réduit le temps de fonctionnement total décrit ci-avant. Par contre le deuxième temps est favorable et légèrement amplificateur des puissances disponibles. 15 En particulier l'exploitation de roulements par exemple à une rangée de billes par exemple est très favorables pour l'obtention de vitesse de rotation élevées et donc des puissances liées. Notre avantage est constitué par le fait que les pressions exercées par les chambres est faible, par exemple avec un delta P de 1 bar (100000 Newtons) pour une chambre de 20 détente largement dimensionnée à par exemple 100 centimètres carrés (0,01 mètre carré) nous donne un effort de 1000 Newtons, et cet effort très réduit se retrouve au niveau de chaque réaction d'appui. Selon l'angle au centre formé par les réactions d'appui, nous pouvons estimer par réaction d'appui un effort réduit d'environ 50% à 70% par exemple. 25 Dans un cas défavorable avec réduction de 57 % dans le cas d'un angle au centre de l'ordre de 60° d'angle, nous avons dans les conditions précédentes un effort à transmettre de 430 Newtons par réaction d'appui en moyenne. Ceci constitue la charge dynamique, il convient aussi de prévoir la charge statique qui peut s'évaluer au maximum à la masse du rotor, accessoires inclus, qui même allégé au 30 maximum ne peut pour une puissance standardisée avec la chambre dimensionnée comme indiqué par exemple précédemment à un minima de l'ordre de 10 kilogramme masse soit dans cet exemple une charge statique de près de 100 Newtons environ. A la lecture des documents catalogue des grands fabricants de roulements à billes nous constatons pour certains modèles des régimes de rotation très élevées supérieurs à 35 100000 tours par minute (1666 tours par seconde) pour le roulement, mais les valeurs limites pratiques dépassent rarement 50000 tours par minute (833 tours par seconde). Si nous prévoyons un coefficient de sécurité complémentaire de 1,5 et d'un rapport entre le diamètre moyen de la rotation des éléments d'appui et le diamètre moyen de ces éléments de rotation d'appui d'environ 4 par exemple, le maximum de rotation du rotor 40 peut être de l'ordre de 138 tours par seconde. La puissance disponible avec un delta P de 1 bar, un levier de 0,2 mètre et le régime de rotation de 138 tours par seconde pour l'exemple d'une chambre admise à 100 centimètres carrés la puissance est de : P = 100000 * 0,01 * 0,2 * 2 * n- * 138 = 173 416 watts. Dans cet exemple nous interviendrons à notre avantage sur le ratio entre diamètre moyen de circulation des réactions d'appui et ces mêmes éléments roulants d'appui. Les roulements étant à l'origine de dimensions modestes capables de vitesses de rotation élevés nous pouvons ajouter une couronne externe fixée mécaniquement ou frettée ou encore conçue spécialement par les fournisseurs avec un diamètre externe relativement élevé. Comme cité sommairement précédemment nous pouvons avoir plusieurs entrées de pression détendue pour alimenter une ou plusieurs chambres de détente solidaires ou indépendantes. Toutefois cette proposition complique le dispositif de joint tournant, mais reste mécaniquement possible mais sans grand intérêt à priori sur les capacités de puissance. Le seul point positif pourrait être urne puissance distribuée à des niveaux différents selon les besoins de l'exploitant. Compte tenu de la détente du gaz liquide, nous aurons un apport de frigories évaluable. Nous nous proposons de calculer cet apport pour une première approche avec les débits précédemment calculés, tout en sachant que l'apport frigorifique s'exprime au premier degré en fonction de la masse de gaz détendue00. Nous pourrons travailler avec la chaleur spécifique de l'air pris en exemple à pression constante, et la chaleur latente de vaporisation estimée à environ 198,7 kilojoules/kilogramme. Si nous prenons les exemples cités précédemment de débit soit 1,4 et 1,75 grammes par seconde nous avons un apport réfrigérant de : 1,4 * 10-3 * 198,7 * 103 = 278 Joules avec un débit de l'ordre de 1,4 gramme/seconde et 347 Joules avec un débit de 1,75 gramme/seconde. Si nous transposons avec l'ancien système frigorifique nous avons un apport de 278/4,18 = 66 calories/seconde avec 1,4 gramme/seconde de débit et 83 calories seconde dans le second cas. Pour compenser cet apport de frigories, avec un équipement bien isolé thermiquement, non compte tenu du réchauffement par l'ambiant nous avons un besoin de 278 Joules/seconde dans le premier exemple et 347 Joules/seconde dans le second. Il apparaît que notre détente pour être ramenée à une température ambiante a dans ces conditions une nécessité de chauffage externe de respectivement 278 watts et 347 watts. En période estivale, il parait judicieux d'exploiter cet apport frigorifique pour réduire le besoin d'énergie d'une climatisation si notre équipement est par exemple monté sur un mobile piloté humainement, et accessoirement pour tempérer l'ambiant des équipements électroniques embarqués.40 Avec les moyens de réchauffage cités précédemment nous ramenons ainsi la température du gaz vaporisé à la température ambiante du fait que la chaleur latente de vaporisation est compensée mais ce moyen n'est toutefois pas forcément utile du fait du réchauffement spontané dans la conduite d'amenée du fluide vaporisé et du très faible débit d'apport. Il conviendra toutefois d'être vigilant car le métal à basse température a une moindre résistance à l'érosion. Le système de régulation d'apport de fluide sera élaboré avec une qualité de haut niveau. En effet nous pouvons conseiller en sortie de réservoir un filtrage afin d'éliminer éventuellement les cristaux de polluants et par la glace éventuelle, puis nous pouvons avoir un détendeur principal pour ramené la pression du fluide vaporisé à par exemple 7 bars (0,7 * 106 Pascals) puis un détendeur réglable afin de réduire la niveau de pression à par exemple 2 bars -200 000 Pascals- en pression maximale. Ce détendeur ajustable est capable de réduire de préférence la pression de sortie voisine de zéro si l'exploitation du produit l'exige. A défaut une électrovanne d'arrêt du type normalement fermée par exemple sera nécessaire. Une régulation intelligente pourra piloter le détendeur ajustable. Cette régulation outre ses points de consigne définis par l'opérateur peut être du type proportionnel dérivée et/ou proportionnel intégrale. Nous ajouterons naturellement les vannes d'arrêt manuelle et ou du type électrovannes nécessaires pour la sécurité située habituellement en amont et en aval du circuit de distribution, des vannes d'arrêt intermédiaires pourront être introduites. Nous n'oublierons pas les mises à l'air libre pour intervention mécanique sur le circuit. Ces équipements seront par exemple pilotés par filerie indépendante ou éventuellement par multiplex de préférence spécifique. De plus le réservoir sera équipé d'une ou plusieurs vannes automatiques d'urgence en cas de choc majeur et pour assurer la sécurité des personnes. Nous avons invoqué précédemment un graissage par gravitation, mais il est également possible de réaliser un graissage par barbotage, ou encore un graissage sous pression. Ce dernier type de graissage est plus complexe à installer, mais les moyens technologiques nous autorisent un tel montage. Les entrées seront périphériques ou axiales. Le graissage est nettement préconisé pour les organes de réactions d'appui soumis couramment à des vitesses de rotation élevées et éventuellement nous pouvons prévoir un graissage au niveau de la ou les chambres de détente, ce qui réduit l'usure au démarrage et peut favoriser une réduction du débit du fluide de propulsion. Nous pouvons éventuellement conseiller de réaliser la segmentation des chambres de détente selon la technologie des joints labyrinthes, largement exploités en milieu aéronautique. Le principe de ces joints consiste à exécuter lors de la transition de la chambre de détente vers l'air libre du fluide vaporisé une série analogue à une segmentation 40 constituée par des variations brusques de section par rétrécissements et accroissements de la section de passage. Approximativement nous pouvons expliciter cet aspect tel que nous avons une succession de détentes isentropiques au passage de ce que nous pouvons décrire comme des minis chambres de détente secondaires. A la sortie de chaque nous aurons l'équation d'écoulement adiabatique du fluide compressible donnée au titre du commentaire : H + c2 / 2 = Constante, avec H enthalpie résiduelle, c la célérité du fluide, l'énergie totale du fluide est constante. Le théorème de Barré de Saint Venant permet d'appréhender avec précision le nombre de chambres utiles pour réduire au maximum le débit de détente, à la limite la pression de sortie voisine la pression ambiante. Nous nous proposons d'illustrer l'ensemble de notre propos et nous débuterons en Figure 1 par une vue d'ensemble en vue latérale. En premier lieu nous proposons, la version la plus simple du type mono-couronne de stator. Nous avons en Repère 1 la couronne principale primaire, avec les faces interne et externe parfaitement concentriques, le Repère 2 désigne la partie externe de la couronne, cette surface est frettée ou, cémentée ou tout autre traitement thermique ou revêtement autorisant une dureté de surface de haute dureté. Le Repère 3 désigne la partie interne de la couronne ayant les mêmes qualités de surface que le Repère 2. Le Repère 4 nous indique l'élément tournant ou rotor, l'ensemble est profilé dans le plan de rotation afin de réduire le coefficient de tramée Cx aérodynamique. Cette caractéristique est valide pour l'ensemble des figures et de la proposition. Le Repère 5 désigne la ou les chambres de détente. Cette multiplicité des chambres de détente est également valide pour l'ensemble de notre proposition. Cette multiplicité de chambres n'est toutefois valide que pour générer un équivalent de boite de vitesse explicité plus loin, dans le cas contraire cette particularité est pénalisante car elle contribue à augmenter la section de fuite selon une loi linéaire et donc le débit consommé de fluide moteur. Le conduit de fluide moteur unique dans le cas le plus simple est schématisé avec le Repère 6, ces conduits pourront être multiples dans les autres cas. Le Repère 7 désigne les éléments de roulement de réaction d'appui ici centripète, ici nous donnons un exemple de deux éléments de roulement, comme pour cette Figure et l'ensemble de cette proposition le nombre d'éléments peut varier de 1 à 2, 3 ou davantage. Dans cette Figure nous tiendrons compte de la nécessité de montage de l'équipement qui nous contraint à des supports centraux d'où ici un minimum pour l'équilibre dynamique de par exemple 2 éléments de roulement. Le Repère 8 montre la réaction d'appui d'effet centrifuge, ici le nombre d'éléments de roulement peut être réduit à 1 mais également peut être d'un nombre supérieur dans ce cas particulier. Le Repère 9 désigne le « jeu » de la ou les chambres de détente avec le stator que nous souhaitons dimensionné de l'ordre de 10 microns si possible, voire moins, avec la segmentation quel que soit le nombre de segments, et/ou si possible des joints labyrinthes le tout pour freiner la détente et le débit de fuite de fluide moteur. Le repère 10 désigne la semelle de support de l'ensemble et ses nervures et/ou ses raidisseurs. Le Repère 11 désigne des éléments favorisant le capotage et l'en capsulage de l'ensemble pour la protection des personnes.. Les Repères 12 et 12' désignent l'axe de rotation de la partie mobile principale, qui sera également l'axe de la tuyauterie d'apport d'énergie, la sortie puissance, et éventuellement les accessoires favorisant le graissage 5 des éléments mobiles. Le Repère 13 désigne la masse d'équilibrage statique et dynamique du rotor y inclus les éléments de réactions d'appui, cette masse d'équilibrage comme pour toutes les autres figures sera de préférence profilée pour réduire la résistance aérodynamique. Le Repère 14 désigne sommairement le capotage de protection. Ce capot sera démontable pour l'accès aux organes internes, dans cet 10 exemple nous aurons simplement des ouvertures et des réserves pour le passage de l'alimentation de fluide moteur et la sortie puissance et éventuellement le graissage. Tous ces éléments repérés sont naturellement des exemples et valides pour l'ensemble des Figures et de la proposition. A noter que les normes du dessin mécanique ne peuvent être intégralement respectées 15 sur une image de dimensions réduites et sans échelle. Le commentaire qui suit est valide uniquement pour les Figures 1, 3 et 5. Nous pouvons prévoir un ou plusieurs bossages ou éventuellement un ou plusieurs petits éléments de roulement Repère 15 (validité Figures I et 3) pour éviter l'usure au démarrage et à l'arrêt des segments et/ou des joints labyrinthes. Le jeu par rapport à la 20 couronne de l'ordre de 10 microns par exemple est égal ou inférieur si possible au jeu des segments et/ou des joints labyrinthes par rapport à la couronne utile du stator. Dans les autres Figures nous désignerons cet accessoire éventuel par l'expression dispositif anti usure pour les segments et/ou les joints labyrinthes. La Figure 2 désigne un équipement analogue mais vu de profil en demi-coupe. 25 Nous retrouvons les mêmes composants et successivement : Repère 1 le corps du stator circulaire Repères 2 et 3 les parties externe et interne de la couronne durcies totalement ou localement et en particulier au zones de passage des éléments de roulement par exemple par cémentation ou par frettage avec apport de minces couronnes additionnelles ou 30 encore par revêtement additif spécialisé, la zone de passage de ou des chambres sera également de préférence durcie. Repère 4 le corps tournant ou rotor Repère 5 la ou les chambres de détente Repère 6 le(s) conduit(s) d'alimentation de la chambre ou des chambres de détente 35 Repère 7 les éléments de roulement à effet centripète montrés ici par exemple au nombre de 2. Leurs axes sont éventuellement lubrifiés localement ou encore avec des éléments d'injection, la lubrification peut être également sous pression, ou par centrifugation ou accessoirement par barbotage dans le fond du capot de protection. Les axes indiqués peuvent par exemple additionnés de coussinets lubrifiés ou auto lubrifiés 40 ou encore avec des roulements à billes, ou à rouleaux droits ou coniques ou biconiques. Au vu de la charge réduite des roulements à billes capables de hautes vitesses de rotation pourront être choisis pour des puissances moyennes ou faibles. Ce commentaire est valide pour l'ensemble de la proposition et tout »es les Figures et texte corrélés : les roulements s'ils sont choisis pourront être du type à auto alignement. Les roulements seront montés solidaires du rotor avec supports adaptés et par exemple des raidisseurs s'il y a lieu. Repère 8 désigne les éléments de roulement à effet centrifuge montrés ici comme le repère 7. Les mêmes commentaires s'appliquent pour les deux types de réaction d'appui. Le Repère 9 désigne comme précédemment la segmentation et/ou les joints labyrinthes pour réduire les pertes de fluide moteur et donc le débit consommé par l'ensemble. Le Repère 10 désigne l'embase montrée ici sommairement pour fixer l'ensemble moteur sur un châssis par exemple avec ses raidisseurs. Le Repère 11 désigne des éléments de fixation du capot de protection et anti projection s'il y a lieu de graissage tant pour les éléments de réaction d'appui que de la ou les chambres de détente. Le Repère 12 désigne par exemple l'entrée de fluide moteur. Le Repère 12' désigne la sortie puissance avec par exemple un demi pont de Dion à débattement réduit et naturellement sans différentiel pour un moteur unitaire. Les Repères 12 et 12' peuvent être inversés ou encore intégrés afin d'avoir une sortie unique avec un montage adapté. Le Repère 13 désigne la masse d'équilibrage statique et dynamique. Le Repère 14 désigne le capot de protection cité avec le Repère 11. Le Repère 15 désigne l'arrivée souple ou rigide du fluide vaporisé détendu et régulé, 25 liée au corps tournant repère 4 par un joint tournant dont l'application spécifique dans ce contexte sera revendiquée pour cette application. Les Repères 16 désignent des possibilités en exemple sommaire des facilités éventuelles de graissage permanent ou périodique afin d'assurer la tenue de l'ensemble. Nous noterons que nous pouvons opter pour des équipements graissés à vie et pour la 30 chambre de détente le « jeu » de fonctionnement autorise l'absence de graissage excepté peu être au démarrage et à l'arrêt du rotor. Ici le dispositif anti usure des segments et/ou des joints labyrinthe ne peut être représenté. Nous rappelons que ce dispositif décrit sommairement pour la Figure 1 consiste en par exemple un ou plusieurs bossages à proximité de la ou les chambres de 35 détente et/ou des éléments de roulement simples utile juste pour le démarrage et l'arrêt du rotor avec un jeu par exemple égal ou inférieur au jeu de la segmentation et/ou des joints labyrinthes Les Figures 3 et 4 montrent une autre possibilité pour générer de l'énergie motrice, mais ici par exemple avec 2 couronnes de stator. 40 La Figure 3 nous montre comme approximativement comme la Figure 1 : Repère 1 le corps ou stator avec deux couronnes parfaitement concentriques et en particulier les surfaces utiles : zones de roulement des réactions d'appui et zone de passage de la ou les chambres de détente. Repères 2 et 3 les partie durcies ou frettées ou avec revêtement spécifique pour une 5 tenue mécanique de surface très élevée de préférence Repère 4 le corps tournant ou rotor intégrant chambre(s) et réactions d'appui. Repère 5 la ou les chambres de détente Repère 6 le ou les conduit(s) d'apport de fluide énergétique. Repères 7 et 8 les éléments roulants de réaction d'appui centripète et centrifuge et avec 10 très peu de frottement et 1,2 ou davantage d'éléments de roulement selon la conception et les efforts à transmettre. Repère 9 le « jeu » entre segmentation et/ou joints labyrinthes de(s) chambre(s) de préférence voisin par exemple de 10 microns ou inférieur. Repère 10 le support de l'ensemble. 15 Repère 11 un raidisseur de capot contre les vibrations. Repères 12 et 12' les entrée de fluide moteur et sortie puissance avec par exemple un arbre de double Cardan à faible mobilité axiale sans différentiel. Repère 13 la masse d'équilibrage qui peut être aussi multiple. Repère 14 le capot de protection. 20 Repère 15 nous n'omettrons de désigner l'équipement anti usure de segments et/ou des joints labyrinthes par bossage et/ou éléments de roulement réduits valides uniquement au démarrage et du l'arrêt du rotor. La Figure 4 montre approximativement les mêmes éléments que la Figure 2 mais avec une autre géométrie de stator et rotor. 25 Nous retrouvons les mêmes composants que la Figure 3 pour les repères de 1 à 14. Nous ajouterons le Repère 15 l'arrivée souple de fluide moteur et Le Repère 16 les orifices éventuels de graissage optionnels mais néanmoins préconisés. Comme dans les figures précédentes le graissage peut être en totalité ou partiellement sous pression au prix d'une légère complexité mécanique que nous savons résoudre. 30 La Figure 5 synthétise une capacité de fabrication avec 3 couronnes. Nous pouvons naturellement avoir davantage de couronnes avec un ou plusieurs éléments de roulement par couronne. Nous pourrions opter également par exemple pour 2 ou 3 couronnes différentes ou davantage pour les appuis centripète et 2 ou 3 couronnes ou davantage pour les appuis 35 centrifuge. Toutefois l'intérêt de ce concept parait mineur. Nous avons toujours comme les Figures 1 à 4 les éléments correspondants : Repère 1 le stator ici à 3 couronnes, nous pouvons avoir également davantage de couronnes en alternant par exemple appui centripète/appui centrifuge etc.... ou tout autre montage qui nous convient. 40 Repères 2 et 3 les zones durcies pour faciliter les appuis et la détente Repère 4 le rotor avec ses supports d'appui, quel que soit leur nombre, sa ou ses chambres de détente, son ou ses conduits de lubrification optionnelle, sa masse d'équilibrage en un ou plusieurs éléments et ses accessoires de bon fonctionnement. Repère 5 la ou les chambres de détente Repère 6 le ou les conduits de lubrification éventuels Repère 7 une réaction d'appui Repère 8 une seconde réaction d'appui Repère 9 la segmentation et/ou les joints labyrinthes Repère 10 le support Repère 11 un raidisseur pour capot Repère 12 l'arrivée de fluide intégrée au rotor Repère 13 la masse d'équilibrage Repère 14 le capot de protection Repère 15 l'arrivée de fluide détendu Repère 16 les options de graissage Repère 17 l'option pour chambre(s) à effet centrifuge et naturellement inversion des réactions d'appui Repères 18 et 19 les réactions d'appui si la ou les chambres sont à effet centrifuge. Le dispositif anti usure ses segments et/ou des joints labyrinthes n'est pas représenté ici 20 mais l'option est néanmoins valide. Note importante : Les possibilités de chambre(s) à effet centrifuge ou centripète est valide pour les cas de Figure jusqu'ici représentée de 1 à 4 avec naturellement inversion des réactions d'appui. Pour une machine le choix doit être fait à la conception initiale centripète OU centrifuge, les deux choix simultanés étant incompatibles. 25 De même pour ce qui concerne les chambres dé détente, il peut être conseillé de prévoir 1 seule et unique chambre de détente par machine sauf obligation structurelle car l'optimisation et la réduction de la section de fuite est optimale avec une chambre unique. De plus le meilleur choix pour l'optimisation est une chambre pseudo circulaire à sa convexité près. Ainsi seulement deux chambres dans les mêmes conditions de 30 fabrication conduisent à une augmentation de la section de fuite d'environ 41,4 %, un choix à 4 chambres conduit à environ un doublement de section de fuite, etc. La Figure 6 avec les Repères 1,2,3 et 4 synthétise d'autres choix bien que nous ne pouvons représenter toutes les architectures du fait de l'arborescence du fait par exemple que la ou les chambres peuvent être toutes par exemple à effet centripète avec 35 les réactions d'appui correspondants ou toutes centrifuges avec les réactions d'appui inversées. De plus si nous souhaitons généraliser nous avons la possibilité d'avoir des chambres de détente centrifuge ou centripète sur plusieurs couronnes dans une même machine, si ce choix est opté avec les réactions d'appui correspondantes peuvent également s'exercer 40 sur plusieurs couronnes différentes. Naturellement ces choix peu économiques peuvent être des options pour très grandes puissances. La Figure 7 montre un exemple de joint tournant proposé pour l'admission du fluide moteur. Nous avons successivement : Repère 1 le corps tournant ou rotor pour un joint tournant à 1 arrivée Repère 2 le conduit d'apport d'énergie Repère 3 un partie rigide du conduit d'apport extérieur Repère 4 une partie flexible du conduit d'apport d'énergie Repère 5 le lien étanche qui unit les éléments repère 3 et 4 Repères 6,7 et 8 désignent sommairement les joints d'étanchéité, nous pouvons prévoir également des joints labyrinthes Les joints peuvent être de tous les types existants sur le marché y inclus par exemple les joints carbones, nanotubes ou éventuellement céramiques. Repères 9 et 10 montrent des orifices éventuels pour les entrées optionnelles du graissage. Dans le second montage à double joint tournant permettant deux arrivées distinctes de pression motrice nous avons successivement Repère 11 les partie tournantes hermétiques l'une de l'autre permettant dans cet exemple deux arrivées différentes de pression. Le Repère 12 est la partie fixe d'arrivée centrale Le Repère 13 est la partie fixe d'arrivée périphérique Le Repère 14 désigne les joints d'étanchéité de liaison fixe/ élément tournant pour l'arrivée centrale Le Repère 15 désigne les joints d'étanchéité de liaison fixe/ élément tournant pour l'arrivée périphérique Le Repère 16 sont les lumières dans le tube périphérique pour arrivée de la pression Le Repère 17 est la liaison souple d'arrivée centrale Le Repère 18 est la liaison souple d'arrivée périphérique Les Repères 19 et 20 sont des exemples des points de graissage optionnel. Le montage est complexe mais nous avons la possibilité d'accroitre sans limite le nombre d'arrivée de pression en multipliant le nombre correspondant d'arrivées périphériques, les tubes tournants seront concentriques et de longueur différentiées afin de monter les partie fixes d'arrivées symbolisées dans l'élément de base par le Repère 13. Les tubes sont hermétiques entre eux, le plus petit diamètre est le plus long jusqu'au plus grand diamètre par exemple. Ainsi en multipliant les arrivées de fluide moteur nous sommes capables d'alimenter plusieurs chambres de détente séparément et de créer une analogie de boite de vitesse. Nous verrons également plus loin que cette analogie est possible avec 1 seule ou peu de chambre(s) de détente en créant électroniquement une commande sur les détendeurs en faisant simplement varier la pression donc le couple moteur qui multiplié éventuellement par une admission pulsée de fluide vaporisé nous donnera pleine ou partielle puissance même à bas régime de rotation. Cette analogie boite de vitesses pour les mobiles est également valide en adoptant une pleine pression à bas régime puis au fur et à mesure que la machine augmente en régime, faire en sorte que l'arrivée de pression à variation de pulsation ait une fréquence adaptée pour obtenir la puissance commandée par l'opérateur : fréquence élevée à faible 5 régime de rotation et progressivement fréquence d'arrivée faible dans les hauts régimes de rotation. La pénalité pour ces procédés peut être l'accroissement épisodique du couple moyen donc de la pression tant pour le détente que les réactions d'appui, ce qui peut générer un besoin d'accroître la tenue mécanique des couronnes tant celle de détente(s)) que de la 10 ou les couronnes des réactions d'appui. L'avantage est la suppression des boites des boites de vitesse et les coûts afférents. Ces boites de vitesses sont naturellement compte tenu des programmations électroniques du type manuelles ou automatiques ou mixtes, voire les deux types sininitanément choisis selon le besoin de l'opérateur. 15 Les joints tournants à arrivées double ou multiple peuvent également être exploités pour l'introduction de carburant gaz ou de liquide afin d'augmenter la puissance globale. La combustion est assurée par auto inflammation ou allumage par procédé personnalisé. La Figure 8 synthétise sommairement les efforts en présence sur un exemple simple à une seule couronne avec chambre de détente à effet centripète. 20 Naturellement nous pourrions faire le même calcul pour plusieurs chambres à effet centripète ou à effet centrifuge et les réactions d'appui correspondantes. De même nous pourrions définir le même aspect avec des chambres sur des couronnes différentes et/ou des réactions d'appui sur différentes couronnes bien que cette proposition ne semble pas essentielle. 25 F1 représente sur l'axe x x' la résultante des efforts produits par la pression dans la ou les chambres de détente. Le couple moteur originel est défini le produit F1 * 11. Le couple résultant est défini par le produit F 21 * 12 = F 22 * 1 2. Les deux couples sont égaux par définition. 30 F 21 se compose en deux vecteurs force : une force de réaction sur la couronne F ci qui détermine les efforts sur l'axe de la réaction d'appui et F Ti qui est la force motrice utile pour la rotation du rotor. Il en est de même pour la réaction F 22 qui se décompose en deux efforts F C2 et F T2 moteur. 35 Différentes études hors ce document montrent que le rendement de cette machine est égal maximum aux frottements près, à la condition toutefois que la stabilité du produit soit assurée et qu'il n'y ait pas de réaction antagoniste. Cependant au global le rendement net est optimal comparé à des machines existantes. La Figure 9 synthétise une possibilité dans ce contexte de moteur de lubrification que 40 nous qualifions par gravitation. Nous avons successivement selon cet exemple simple à 1 couronne : Repère 1 le stator Repère 2 le rotor Repère 3 la ou les chambres de détente Repère 4 la réaction d'appui centripète dans cet exemple Repère 5 la réaction d'appui centrifuge Repère 6 une cavité excentrée par rapport à l'axe de rotation qui autorise la gravitation, non représentés les accessoires de remplissage de lubrifiant Repère 7 des exemples de conduits de lubrification calibrés à un très faible débit, le débit est de préférence ajustable. Ces conduits peuvent lubrifier sauf éventuellement en cas de graissage dit à vie tous les organes de roulement et toutes les zones d'éventuelles frictions. Les éléments roulants seront montés par exemple sur coussinets ou tout autre matériau organique ou minéral capable de lubrification y inclus le carbone ou les nanotubes ou de réduire à maxima les frottements sur axes. Nous pouvons avoir également des roulements et selon la charge et la vitesse de rotation seront à billes ou à rouleaux droits ou coniques ou biconiques qui peuvent éventuellement avoir une besoin de lubrification. Ces roulements peuvent constituer eux-mêmes les organes de roulement après adaptation vu l'habituelle qualité du produit. La lubrification des appuis peut s'exécuter également au cours des entretiens 20 périodiques. Des roulements spécifiques avec une couronne externe épaissie et durcie peuvent présenter un intérêt. Un grand fabricant délivre déjà des bouteilles équipées avec robinet d'arrêt, détendeur à pression calibrée, manomètre et système d'arrêt d'urgence, le tout intégré sous un 25 volume réduit. Notre besoin de régulation est plus complexe si nous cherchons à faire varier lla pression selon le besoin de l'opérateur. La Figure 10 donne des exemples pour le stockage du fluide moteur et des équipements de sortie vers la ou les chambres de détente. 30 Nous avons successivement : Repère 1 le réservoir de fluide moteur qui peut être également des bouteilles interchangeables de gaz liquide. Repère 2 un exemple de clapet anti retour. Repère 3 un exemple de filtre et purgeur 35 Repère 4 d'eux détendeurs par exemple, un principal ramenant la pression par exemple à 6 bars (600000 Pascals) ou encore à 2 ou 3 bars (200000 ou 300000 Pascals) et un secondaire piloté électroniquement par l'opérateur et commandant la pression finale selon la puissance demandée. Repère 5 la commande électrique et régulation électronique classique ou 40 proportionnelle différentielle et/ou intégrale ou toute autre régulation adaptée et adaptable. Repère 6 un lubrificateur éventuel Repère 7 la sortie du fluide moteur vers le rotor Repère 8 au moins une vanne de sécurité du réservoir Repère 9 des vannes d'arrêt manuelles d'isolement Repère 10 au moins une vanne de purge du circuit pour intervention Repère 11 au moins une vanne de vidange Repère 12 une électrovanne au moins de sécurité principale par exemple du type normalement fermée (NF). Repère 13 un réchauffage électrique par exemple pour éviter le givrage, bien que du fait du très faible débit, le réchauffement peut s'effectuer totalement ou partiellement par la longueur du circuit d'apport d'énergie à l'ambiant. Repère 14 une option pour un réservoir multitube Repère 15 le collecteur relatif aux tubes minces Repère 16 le pot résiduel de gravitation pour faciliter le vidage maximal éventuel du réservoir. Les repères 14, 15 et 16 ne remplacent que le repère 1 vu précédemment. Les repères 17 et 18 désignent par exemple manomètre(s) et débitmètre(s) sur le circuit et si nécessaire déportés sur le tableau de commande de l'opérateur. Nous noterons que le(s) débitmètre(s) peut être totalisateur avec le même symbole additionné de « sigma ». Naturellement tous ces composants sont optionnels mais peuvent être recommandés, de plus la liste n'est pas exhaustive. Dans tous les cas la redondance peut être conseillée. La Figure 11 a pour objet de synthétiser sommairement les applications possibles avec cette construction. Nous ne représentons que les exemples simples mais toutes autres applications plus 25 complexes sont revendiquées dans la mesure où une solution mécaniquement viable est apportée. Les Repères 1,2 et3 désignent un montage série, naturellement les arbres à double Cardan de liaison ont une tenue en couple et en vitesse de rotation adaptée à chaque « montée en puissance », ainsi le Repère 8 a la tenue mécanique correspondant à 30 l'équipement Repère 1. Le Repère 9 a la tenue correspondant aux équipements Repère 1 plus Repère 2. Le Repère 10 ici en sortie a la tenus mécanique valide pour une puissance (couple * vitesse) de Repère 1 plus Repère 2 plus Repère 3. Naturellement les vitesses de rotation sont quasi identiques sinon une boite à engrenage 35 intermédiaire est nécessaire pour faire varier les paramètres -couple * vitesse. Dans ce montage série peu séduisant à priori les apports d'énergie pourront s'effectuer par l'intermédiaire de lumières intégrées à l'arbre axial des éléments moteurs au-delà du premier par exemple. Les Repères 4 et 5 schématisent un montage simple dit en parallèle avec une boite à 40 engrenages Repère 6 et la sortie totale Repère 7 correspondant à la puissance du Repère 4 plus la puissance du Repère 5. Le lien entre le moteur Repère 4 et la boite à engrenages Repère 6 est constitué de préférence par un demi-pont de Dion. Il en est de même pour le lien entre le moteur repère 5 et la même boite à engrenages Repère 6. Nous pouvons avoir ici un pont de Dion simplifié sans les bras de poussée par exemple. L'ensemble indiqué par les moteurs Repère 11, 12, 13, et 14 constitue un montage mixte parallèle et série. Le Repère 15 montre une boite à engrenage capable d'absorber les puissances des moteurs Repère 11 plus Repère 13. Le Repère 16 montre une boite à engrenages capable d'absorber les puissances cumulées des 4 moteurs. Le Repère 17 est la sortie puissance exploitable, bien que des sorties puissance intermédiaires plus réduites sont possibles sans limitation. Tous les montages indiqués ci-dessus ne sont que des exemples peuvent être nécessaires si nous avons des besoins de puissance de plusieurs milliers de kilowatts Les applications sont multiples et sans limites, ainsi pour un moteur ou en ensemble de moteur Repère 18 nous pouvons avoir en sortie une ou plusieurs boites de vitesses mécanique ou automatique, voire semi automatique Repère 19 quel que soit le nombre de vitesses ou encore une boite de transmission simple à engrenages. L'ensemble peut être prévu pour équiper un mobile qu'il soit à vocation navale, voire sous marine, terrestre ou aérienne à usage civil ou militaire selon le cahier des charges relatif. Nous pouvons encore avoir : Repère 20 un ou plusieurs générateurs électrique à production de tension alternative monophasée, triphasée ou polyphasée en basse ou moyenne ou haute tension, ou encore une génération de courant continu qu'elle que soit la tension de sortie. Repère 21 un ou plusieurs compresseurs à 1 ou 2 sens de flux Repère 22 une ou plusieurs pompes à 1 ou 2 sens Repère 23 un ou plusieurs moteurs hydrauliques à 1 ou 2 sens Repère 24 toutes autres applications nécessitant une force motrice Le Repère 25 désigne à chaque exploitation l'éventuelle boite de transfert permettant l'adaptation couple et vitesse de rotation. Naturellement pour une même sortie puissance nous pouvons avoir simultanément ou 30 opportunément plusieurs exploitations nécessitant une force motrice. Pour finaliser nous proposons encore la Figure 12 qui présente schématiquement quelques exemples de chambres de détente et d'éléments de réaction d'appui. Nous avons : Repère 1 la chambre traditionnelle pseudo circulaire la plus économique en terme de 35 rendement et de débit de fluide moteur consommé mais avec un aspect convexe de profil puisqu'elle épouse parfaitement la forme circulaire d'une couronne, la segmentation et/ou les joints labyrinthes ne sont pas imagés. Repère 2 nous montrons une possibilité par exemple de 4 chambres afin de moduler la puissance avec par exemple un joint tournant à 4 entrées dissociées et pilotées 40 indépendamment. Repère 3 indique une proposition à par exemple deux chambres ovoïdes ou elliptiques ou toute autre forme usinable avec la même possibilité de modulation de puissance quoique ici réduite tel le Repère 2. Pour ce qui concerne les éléments de roulement en réaction d'appui nous pouvons avoir 5 outre la possibilité d'avoir un appui sur une, deux ou plusieurs couronnes nous pouvons avoir : Repère 4 un élément unique, ses roulements ou coussinets ne sont représentés Repère 5 avec réaction double afin de réduire l'effort unitaire Repère 6 avec chacun 3 éléments de roulement schématisés. 10 Ces valeurs indiquées ne sont que des exemples. Pour le calcul de ces éléments de roulement nous pourrons prendre et exploiter les pressions de « Hertz » qui savent dissocier les tangences intérieures et extérieures. Nous ajouterons schématiquement le dispositif anti usure de la segmentation et ou les joints labyrinthes. 15 Les exemples s'exerceront sur une chambre de détente pseudo circulaire. Nous avons par exemple selon le Repère 7 deux bossages permettant d'épargner l'usure de la segmentation et/ou des joints labyrinthes. Le nombre de ces bossages est variable à partir de un au minimum. Avec la même fonction nous pouvons avoir avec le Repère 8 des éléments de roulement 20 simples qui limitent le jeu vis-à-vis de la couronne. Leur nombre est également au minima de un. Sur un même rotor il sera possible d'avoir également et simultanément bossage et élément de roulement. Nous sommes également capable mais cet aspect fait l'objet d'une autre étude d'obtenir une énergie électrique disponible sur le rotor, sans collecteur, utile pour des 25 équipements de sécurité, de mesure, ou de régulation, embarqués par le rotor. Pour généraliser nous rappelons la qualité des roulements à billes ou à rouleaux qui peuvent être de qualité standard ou en acier inoxydable, du type étanche ou non, de préférence capable d'auto alignement. Dans les Figures 1, 2, 3, 4 etc.... les chambres de détente sont représentées soit à effet 30 centrifuge, soit à effet centrifuge, naturellement en cas d'inversion de l'effort de pression il y a également inversion des éléments de réaction d'appui. Nous rappelons que les masses d'équilibrage statique et dynamique peuvent être unique ou multiple. Au global nous rappelons que tous les composants cités dans cette étude exprimés dans 35 le texte ou les Figures ne sont que des exemples, car il impossible de déposer toute l'arborescence d'une généralisation des éléments de cette machine. Nous ajouterons simplement que nous avons les capacités avec cet équipement de définir un modèle à densité énergétique plus élevée avec introduction de carburant par gaz ou liquide vaporisés introduit dans la ou les chambres de détente et ignition par auto 40 inflammation ou allumage par procédé adapté à cette machine tournante, la description de ce procédé n'est pas prévu dans cette étude spécifique. Pour conclure nous invoquerons les applications possibles de cet équipement quel que soit le modèle choisi. Dans le domaine civil nous avons toutes les applications relatives dès qu'un besoin de force motrice apparaît. C'est essentiellement le domaine industriel et les transports. Dans le domaine industriel nous avons tous les engins et équipements mus aujourd'hui par moteur thermique et dont le besoin de mobilité peut exclure l'exploitation de l'énergie électrique. Dans le domaine du transport nous recensons sans ordre d'importance : Le transport de tourisme aérien, le transport de fret léger aérien, le transport routier individuel, le transport de fret terrestre, les transports publics et même à titre documentaire la production d'énergie électrique. Le tout devenant non polluant, et non nocif. Nous devons également invoquer le domaine militaire. L'attrait pour ce domaine est une réduction majeure de nuisance sonore donc une 15 progression dans la discrétion et l'absence d'image Infra Rouge surajoutée du fait de la propulsion par exemple. Les applications peuvent être les engins de terrain quel que soit leur protection de légère à lourde, les drones de reconnaissance et de combat, le transport militaire, les appareils héliportés de combat ou de transport. 20 Au global cet équipement parait valide pour tout besoin discret et avec une image thermique réduite. L'alimentation des réservoirs peut se concevoir comme les anciens systèmes à gaz de pétrole liquéfié mais sans les risques inhérents à ce produit, de plus il peut paraître utile de prévoir des bouteilles adaptées ou adaptables interchangeables pour faciliter le plein 25 d'énergie non polluante, non audible et sans image thermique. Nous ajouterons pour conclure que les matériaux exploitables et usités pour fabriquer cette machine seront tous les matériaux courants en automobile ou en aéronautique par exemple. Sans ordre d'importance nous retrouvons les aciers et les alliages ferreux, les alliages d'aluminium, les alliages de titane, les fibres de carbone, les composites 30 (carbone plus résine), les céramiques, ces matériaux et en particulier par exemple les alliages d'aluminium peuvent intégrer des matériaux tels que le lithium, le manganèse, le zirconium, le cuivre, l'argent. Les composants pourront être conçus également totalement ou partiellement par superposition de couches telles que définie par ce que nous intitulons aujourd'hui « impression 3 D » en exploitant par exemple des poudres 35 métalliques. Pour réduire les coûts nous pourrons également travailler avec de bons matériaux courants et selon des procédés traditionnels. Pour ce qui concerne le fluide moteur, le meilleur choix pourrait se porter sur l'air liquide. Au bilan, l'objectif peut être une efficience améliorée avec une réduction des pertes 40 humaines, mais à un niveau supérieur cette proposition peut être un petit pas vers une moindre dépendance énergétique vis à vis des ressources fossiles du moment. REVENDICATIONS1) Dispositif mobile constitué d'un stator au moins et d'un rotor au moins composé d'une ou plusieurs chambres de détente alimentée(s) par du gaz liquide détendu, vaporisé et régulé et éventuellement par un carburant liquide ou gazeux. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le stator est constitué d'une ou plusieurs couronnes rigoureusement concentriques et que les surfaces de contact utiles pour les réactions d'appui et le passage de la ou les chambre(s) de détente sont également rigoureusement concentriques. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que nous avons par module au moins un rotor axé dans le plan de rotation ou déporté dans le cas d'exploitation avec plusieurs couronnes, chaque rotor comporte au moins une chambre de détente. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les zones de roulement des réactions d'appui, ainsi que l'enveloppe de passage de la ou les chambres de détente sont traitées afin d'avoir un taux d'usure le plus réduit possible, le but étant d'accroitre la fiabilité de l'ensemble. 5) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé par le fait que la ou chambres de détente sont équipées d'équipements limitant le débit de fuite du fluide moteur. Ces équipements sont des segments spéciaux et/ou des joints labyrinthes. 6) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé par le fait que le ou les rotors sont équipés d'une ou plusieurs masses d'équilibrage afin de stabiliser statiquement et dynamiquement le rotor sur les trois axes fondamentaux. 7) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé par le fait que la sortie puissance du rotor est assurée par un demi pont de Dion sans différentiel soit l'équivalent d'un arbre à double Cardan à faible mobilité axiale. 8) Dispositif selon les revendications 1 et 3 caractérisé par le fait que l'alimentation en fluide(s) moteur est facilitée par ce que nous intitulons un joint tournant comportant une partie solidaire du rotor et une partie relativement fixe mais capable de faible mobilité sur les 3 axes fondamentaux, les deux parties associées sont étanches vis-à-vis de l'environnement. Le joint tournant est conçu pour avoir une ou plusieurs entrées de fluide moteur. 9) Dispositif selon les revendications 1, 3 et 8 caractérisé par le fait que l'admission de fluide moteur est pilotée directement ou à distance avec une régulation adaptée afin de piloter la puissance utile de sortie de l'ensemble. Cette régulation comporte également des équipements de sécurité.REVENDICATIONS 10) Dispositif selon les revendications 1 à 9 caractérisé par le fait que les modules de moteur peuvent accouplés en série, et/ ou en parallèle afin d'accroitre la puissance totale de sortie générale disponible.