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PERFECTIONNEMENTS AUX MOTEURS A AIR COMPRIME.
Dans le brevet belge n 477.935 du 8 Décembre 1947, on a décrit des moteurs volumétrique, comportant au moins deux organes moteurs fonc- tionnant concurremment, dans lesquels on effectue un soutirage partiel du fluide moteur entre l'admission et l'échappement du premier organe moteur, pour envoyer la partie soutirée dans l'organe moteur suivant. On obtient ainsi un cycle à détente étagée permettant la récupération d'une part im- portante de l'énergie continue dans le fluide moteur. Il a été indiqué, en outre, que ce moteur à action volumétrique à détente étagée peut four- nir momentanément, au moyen d'un dispositif spécial, un couple supplémen- taire, en supprimant le soutirage partiel et en alimentant directement tous les organes moteurs par la source de fluide comprimé.
Ces moteurs à action voumétrique à détente étagée prévus pour un cycle de travail détermi- né, lorsqu'ils doivent fournir un couple supplémentaire comme indiqué ci- dessus, consomment une quantité de fluide moteur égale à autant de fois la quantité de fluide moteur consommé dans le cycle à détente étagée qu'il y a de rotors et donnent un couple égal à autant de fois le couple donné par un moteur à deux rotors qu'il y a de rotors moins un. Mais, ce couple ne peut être fourni, en raison du cycle de travail normal de ce moteur, que pendant un temps très court limité par l'alimentation normale en flui- de moteur.
En vue de remédier à ce défaut et, notamment, dans les cas où la consommation en fluide moteur ne joue aucun rôle et où l'on exige spé- cialement des moteurs à couples très élevés dans un encombrement réduit au maximum, la présente invention a pour objet un moteur à action volumétri- que à surcouple, comportant une multiplicité d'organes moteurs adjacents, dans lequel les conduits d'alimentation et d'échappement sont communs à deux moteurs successifs,les conduits d'admission étant tous reliés à la source de fluide comprimé.
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Les organes moteurs sont constitués, de préférence, par des ro- tors de forme générale cylindrique, tangents deux à deux soit extérieurement, soit extérieurement et intérieurement à la fois.
Ces rotors peuvent être d'égales dimensions ou non et avoir leurs axes dans le même plan ou non.
Dans le cas où les rotors sont tangents extérieurement, l'axe moteur est solidaire de l'un quelconque d'entre eux. Dans le cas où les ro- tors sont tangents intérieurement et extérieurement l'axe moteur est soli- darisé du rotor extérieur (le moteur volumétrique fonctionnant alors comme moteur-réducteur) ou de l'un des rotors intérieurs.
Suivant une forme de réalisation avantageuse, les rotors sont du type à engrenage à dentures semblables, lesdites dentures étant droites ou hélicoïdales, taillées et rectifiées.
L'invention a, en outre, pour objet, les applications industriel- les des moteurs, à action volumétrique à surcouple définis ci-dessus et, plus particulièrement, comme démarreurs de moteurs Diesel.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 représente, en coupe transversale, un moteur à trois rotors alignés tangents extérieurement, conforme à l'invention.
La figure 2 est une coupe longitudinale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue en plan et en coupe suivant la ligne III-III de la figure 1.
La figure 4 représente une variante du robinet d'admission con- forme à l'invention.
Les figures 5,6 et 7 représentent schématiquement un moteur nor- mal à air comprimé avec rotors respectivement tangents extérieurement, et tangents intérieurement et extérieurement, avec fonctionnement comme mo- teur et comme moteur-réducteur.
Les figures 8 à 10 représentent schématiquement un moteur à trois rotors dans chacune des utilisations des figures 5 à 7.
Les figures 11 à 13 représentent schématiquement un moteur à quatre rotors dans les utilisations des figures 5 à 7.
La figure 14 représente schématiquement un moteur à trois rotors décalés et tangents extérieurement.
La figure 15 représente schématiquement un moteur à quatre ro- tors dont trois décalés et logés à l'intérieur du quatrième.
Dans la réalisation représentée aux figures 1 à 3, le moteur se compose d'un stator 10, venu de fonderie par exemple, et comportant les ca- vités nécessaires au logement des rotors 1, 2 et 3, à l'établissement des tubulures d'admission A1 et A2 et d'échappement El et E2. La surface exté- rieure du stator 10 peut porter une ou plusieurs ailettes de renforcement.
A l'intérieur du stator 10, dans les cavités prévues à cet ef- fet, sont montés un rotor central 1 et deux rotors latéraux 2 et 3, alignés et tangents extérieurement, les tubulures d'admission A et les tubulures d'échappement E étant communes respectivement à deux rotors. Les deux ro- tors latéraux 2 et 3 engrènent avec le rotor central 1 chacun d'eux compor- tant des engrenages extérieurs. Ces rotors sont montés par leurs arbres 11, 12 et 13 dans le stator 10 conformément aux dispositions décrites ci-après:
Le rotor central 1 comporte un bout d'arbre de sortie 14, tandis que les rotors latéraux 2 et 3 n'en comportent pas. Ces trois rotors sont montés sur des roulements 15, 15.La et 15b à très faible jeu radial du côté
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du bout d'arbre de sortie du rotor 1. Du côté opposé, les roulements 16.
16a, 16b sont, de préférence,du type à rouleaux cylindriques ou à aiguil- les, dont les éléments sont facilement séparables afin de permettre un mon- tage aisé.
Les roulements 15, 15.La., 15b sont contenus dans des boîtiers 17, 17a, 17b et les roulements 16, 16a, 16b dans les boîtiers 18, 18a 18b Ces boîtiers sont séparés du circuit d'air comprimé des rotors par de joints d'étanchéité 19 maintenus par des circlips 20 ; on évite ainsi toute fuite d'air comprimé et tout balayage de la graisse des roulements par cet air comprimé.
Le stator 10 est fermé du côté du bout d'arbre de sortie du ro- tor 1 par un fond 21 solidarisé du stator de toute manière connue, par exemple par des vis 22, les boîtiers 17a, 17b étant eux-mêmes rendus soli- daires de ce fond 21 par des vis 23.
Du côté opposé au bout d'arbre de sortie, le stator 10 est fer- mé par une plaque intermédiaire 24 rendue solidaire des boîtiers 18, 18a, 18b par des vis 25. Cette plaque est perforée afin de laisser libres les passages d'admission A1 et A2
Sur la plaque intermédiaire 24 est fixée une boîte spéciale 26, servant de boite à huile, au moyen de vis 27 par exemple. Cette boite à huile est munie d'un graisseur atomiseur 28. Elle porte en outre une bride 29 sur laquelle est fixé un bloc soupape 30.
Le bloc soupape 30 est un bloc soupape double permettant d'obte- nir la fermeture automatique de l'air comprimé. A l'aide d'un levier 31, on peut ouvrir avec un effort minime une petite soupape 32 qui, en s'abais- sant, laisse le pas¯age à une certaine quantité d'air. La petite soupape 32 entraîne dans sa source une plus grande soupape 33 donnant accès à tout l'air nécessaire au bon fonctionnement du moteur. Un ressort, de rappel 34 applique les soupapes 32 et 33 sur leurs sièges respectifs dès que l'on li- bère le levier 31. L'action de ce ressort 34 est complétée par l'action de l'air comprimé lui-même arrivant en dessous de ces soupapes.
Le dispositif fonctionne comme suit :
L'air comprimé à la pression absolue de 5 kg/cm2, par exemple, est amené au moteur par l'intermédiaire du bloc soupape 30 et de la boîte à huile 26, jusqu'aux orifices d'admission A1 et A2. Il arrive donc ainsi, d'une part, sur les rotors 1 et 2 et, d'autre part, sur les rotors 1 et 3, ce qui a pour effet de faire tourner ces trois rotors dans le sens indi- qué par les flèches. L'échappement de l'air détendu se fait par les canali- sations E1 et E2. Si le couple moteur obtenu à l'aide d'un moteur à action volumétrique comportant deux rotors tels que les rotors 1 et 2 est W, le couple théorique fourni par le moteur décrit est égal à 2 W.
La figure 4 représente un dispositif de fermeture non automati- que pour l'arrivée de l'air comprimé, comprenant un boisseau 35 manoeuvré par une manette 36.
Il est bien évident que la disposition relative des rotors les uns par rapport aux autres, ainsi que leur nombre, peut être généralement quelconque sans sortir du cadre de l'invention. A titre d'exemples, une sé- rie de dispositions possibles a été représentée aux figures 8 à 15 en re- gard des réalisations normales d'un moteur à deux rotors représentées aux figures5 à 7.
Dans la réalisation représentée à la figure 5, les deux rotors 1 et 2 sont égaux et l'arbre moteur est solidaire indifféremment de l'un ou de l'autre, l'arrivée d'air comprimé s'effectuant suivant A et l'échap- pement suivant E.
Dans la figure 6, les deux rotors sont inégaux et tangents inté- rieurement et extérieurement, l'arbre moteur 9 étant solidaire du rotor in- térieur, l'admission et l'échappement s'effectuant en A et E.
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La réalisation représentée à la figure 7 ne diffère de celle re- présentée à la figure 6 qu'en ce que l'arbre moteur 9 est solidaire du ro- tor extérieur, ce dispositif fonctionnant alors comme moteur-réducteur.
Le schéma représenté à la figure 8 correspond à la réalisation représentée aux figures 1 à 3.
Dans la réalisation représentée à la figure 9, les trois rotors sont alignés, le rotor 1 est tangent intérieurement aux rotors 2 et 3, l'ar- bre moteur 9 est solidaire du rotor 3, il pourrait d'ailleurs l'être aussi bien du rotor 2, et les admissions et les échappements s'effectuent suivant A1, A2, E1 et E2.
La figure 10 ne diffère de la figure 9 qu'en ce que l'arbre mo- teur 9 est solidaire du rotor extérieur 1, l'ensemble fonctionnant comme moteur-réducteur.
La figure 11 représente schématiquement un moteur muni d'un nom- bre quelconque de rotors alignés 1, 2, 3, 4, ..... n, l'axe moteur étant solidaire de l'un quelconque de ces rotors, les admissions et les échappe- ments s'effectuant suivant Al, A2' A3 etc... et E1, E2' E3' etc...
Dans la figure 12, le rotor extérieur 1 est tangent à deux ro- tors intérieurs 2 et 4 eux-mêmes tangents à un même rotor 3 l'ensemble des rotors étant aligné. L'arbre moteur 9 est solidaire de ce rotor 3 et les aspirations et les échappements d'effectuent suivant A1, A2' A3' A4 et E1' E2'E3, E4.
La figure 13 ne diffère de la figure 12 qu'en ce que l'axe mo- teur 9 est solidaire du rotor extérieur 1, l'ensemble fonctionnant comme moteur-réducteur.
Les figures 14 et 15 représentent des réalisations analogues à celles illustrées aux figures 8 et 12, mais dans lesquelles les rotors au lieu d'être alignés sont disposés suivant une ligne brisée.
Pour la simplicité du dessin, les rotors autres que les rotors extérieurs ont été représentés avec le même diamètre; il est bien évident que ces rotors pourraient avoir des diamètres différents.
Un tel moteur peut être équipé d'organes mécaniques accessoires, tels que par exemple un limiteur de vitesse, notamment du type décrit dans la demande de brevet précitée, des organes d'inversion de marche à robinet, à boisseau, à tiroir, ou de tout autre type connu. Dans ce dernier cas, il est nécessaire que cet organe permette au fluide moteur d'arriver soit en' A1 et A2. soit en E1 et E2 les canalisations A1 et A2 devenant alors orifices d échappement. En particulier, dans le cas de moteur à inversion de marche, pour conserver des canaux d'échappement de dimensions sensiblement égales à celles des canaux d'admission, des échappements primaires peuvent être prévus comme indiqué en Ep à la figure 8, ees canaux Ep étant tous re- liés à une cavité mise à l'échappement quel que soit le sens de marche.
En- fin, la boite à huile au lieu d'être montée sur le carter du côté opposé au bout d'arbre peut être installée séparément, le fond intermédiaire 24 étant alors remplacé par un fond spécial portant uniquement les deux arri- vées d'air.
REVENDICATIONS.
1.- Moteur à action volumétrique à surcouple comportant une mul- tiplicité d'organes moteurs adjacents, caractérisé par le fait que le con- duit d'alimentation et d'échappement sont communs à deux moteurs successifs, les conduits d'admission étant tous reliés à une source connue de fluide comprimé.
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