<Desc/Clms Page number 1>
MECANISME ROTATIF A CYLINDRES EN ETOILE POUR MOTEURS COMPRESSEURS ET ANALOGUES-
Le mécanisme rotatif selon l'invention comporte plusieurs chambres à volume variable consitués par des cylindres disposés en étoile et ménagés dans un bloc-cylindres rotatif-; les pistons desdits cylindres sont commandés par des bielles articulées à un autre élément rotatif qui'tourna autour d'un axe géométrique parallèle à celui du bloc-cylindres mais décalé par rapport à cet axe, ledit bloc ainsi que l'élément rotatif susdit étant reliés entre eux par des biellettes ou des manivelles.
La distribution aux cylindres s'effectue par le centre à travers un organe conique susceptible d'effectuer de faibles déplacements axiaux par rapport au siège formé au centre du bloc-cylindres, afin d'assurer un réglage automatique de l'étanchéité le long des surfaces coniques coopérantes, tout en maintenant à une valeur sensiblement constante le moment de frottement appliqué audit organe conique.
Cet automatisme est obtenu à l'aide de galets et de rampes coopérants, répartis les premiers sur un organe fixe et les deuxièmes sur l'organe conique précité, de manière à provoquer les faibles déplacements axiaux de cet organe conique en fonction du moment de frottement qui tend à faire tourner l'organe coniqueo Dans cet organe conique, des lumières d'admission et d'échappement sont prévues le long d'arcs dont l'ouverture est fonction de celle des lumières pratiquées dans le bloc-cylindres pour les têtes des cylindres.
Un mécanisme tel que celui en question peut être utilisé soit comme compresseur, pompe, ou autre machine commandée, soit comme moteur endothermique ou exothermique.
On peut réaliser un moteur exothermique avec un mécanisme selon l'invention, dont l'arbre moteur est commun a celui d'un compresseur avantageusement constitué par un autre mécanisme du même genre, ces mécanismes étant accouplés entre eux et de cylindrées opportunément différentes entre elles, l'un des mécanismes constituant le moteur et l'autre
<Desc/Clms Page number 2>
un compresseur pour un fluide unique circulant en circuit formé dans leque l sont insérés un réfrigérant et une source de chaleur. Ainsi, on établit une circulation de fluide provenant de la source de chaleur pour actionner le moteur et le même fluide sortant de l'échappement de cette motrice est dirigé vers le réfrigérant dont il est prélevé par le compresseur qui le comprime et le renvoie à la source de chaleur, constituée essentiellement par un échangeur thermique.
Se produisant un transfert de chaleur entre la source chaude et la source froide (réfrigérant), il se produit ainsi une dégradation de chaleur, et on obtient une énergie mécanique résiduelle sur l'arbre commun des deux mécanismes.
La description ci-après, se référant aux dessins ci-annexés, montre, schématiquement quelques modes de réalisation de l'intention, donnés comme des exemples.
La fig. 1 montre un schéma d'une machine exothermique qui comprend deux mécanismes accouplés.
Les figs. 2 et 3 montrent, respectivement en coupe axiale et en coupe diamétrale selon III-III fig. 2, un mécanisme à cylindres en étoile suivant l'invention, et réalisant particulièrement un compresseur.
Les figs. 4, 5 et 6 montrent, respectivement en coupe longitudinale, en coupe diamétrale suivant V-V fig. 4 et en coupe diamétrale suivant VI-VI fige 4, un détail de l'organe conique de distribution.
Dans les figs. 2 à 6, le mécanisme comprend un carter -1- en plusieurs pièces, ce carter étant prolongé par un manchon -2-,-2a- d'un côté et par un manchon -3-3a- de l'autre côté. La disposition est telle que l'axe du manchon -2-2a- est parallèle mais décalé par rapport à celui du manchon -3-3à-.
Ce dernier comporte des paliers concentriques destinés à recevoir deux roulements -4- et-5- dans lesquels est monté un arbre-6-, sur cet arbre-6- est monté un dispositif d'étanchéité désigné d'une manière générale en-8- et qui est divisé en deux parties par une roue-9- coaxiale à l'arbre -6- et faisant avantageusement partie d'une pompe de graissage à engrenages, dont l'autre roue -10- est actionné par une roue dentée-11commandée par l'arbre -6-. Cet.-arbre -6- porte à son extrémtité mtérieure à l'intériemdu carter-1-1, un disque -12- muni d'une partie périphérique cylindrique -12a- située à l'intérieur du même carter -1-.
Dans le manchon -2- sont prévus deux autres paliers concentriques pour des roulements -13-14- qui sont décalés par rapport à l'axe de l'arbre -6-. Dans ces roulements -13-14- est monté un arbre creux -15- muni, à son extrémité logée à l'intérieur du carter -1-, d'une bride sur laquelle est fixé le bloc-cylindres -16- qui se trouve également logé dans le carter -1-. Dans ce bloc -16- sont percés les cylindres -17,-, ..par exemple au nombre de six, à l'intérieur desquels coulissent des pistons-18- en nombre égal; ces pistons sont munis de bielles-19- dont les têtes sont montées sur des axes-20- montés à leur tour dans des portées prévues dans des oreilles -12b- faisant saillie à l'intérieur de la partie cylindrique-12a- du disque -12- monté sur l'arbre -6-.
En outre, dans le disque-12- sont montés en pivotement les tourillons -21- de biellettes ou manivelles-22- dont l'autre extrémité est tourillonnée par l'intermédiaire d'axes-23- dans des portées appropriées prévues dans le bloc-cylindres -16-. L'entr'axe des biellettes ou manivelles-22- est égal au décalage entre l'axe de l'arbre-6- (autour duquel tourne le disque-12-) et l'axe du disque-15- (autour duquel tourne le bloc-cylindres -16-).
Le bloc-cylindres-16- comporte au centre une cavité dans laquelle s'étend un organe solidaire -24- qui constitue un siège tronconique (voir également la fige 4). Dans ce siège tronconique débouchent des lumiè- res-25- qui assurent la communication avec les têtes des cylindres -17-.
Dans ce siège tronconique formé par l'organe -24- se loge un organe conique -26- lequel est rendu coulissant sur deux parties -27a- et -28- de diamètre différent d'un arbre -27- coaxial à l'arbre -15- et rigidement solidaire de la pièce -2a- montée à l'extrémité externe du manchon'-2-. La différen-
<Desc/Clms Page number 3>
ce de diamètre entre les parties -27a- et-28- crée à l'intérieur de l'or- gane conique-26- une chambre -29- dans laquelle est logé un ressort-30-; celui-ci, en prenant appui contre l'épaulémeht qui sépare les dites parties -27a- et-28-, sollicite constamment l'organe conique-26- vers la gauche par rapport aux figs. 2 et 4, c'est-à-dire vers son siège conique.
Sur l'ar- bre fixe -28- est monté un manchon -31- dont la position axiale est réglable, et qui porte deux galets -32- dont les axes sont perpendiculaires à ceux de l'arbre -28-. Ces galets sont placés en regard de deux encoches en V -33- formées en bout de la plus petite extrémité de l'organe conique -26-.
Dans une position radiale et axiale appropriée de cet organe-26- est pré- vue une lumière -34- qui constitue un passage reliant la surface conique (au droit des lumières -25-) à la chambre interne -29-,précitée; celle-ci est reliée, à son tour, par l'intermédiaire de perçages -35-, à la cavité interne de l'arbre creux et fixe-27 -o De plus, dans la surface conique de cet organe-26- est creusée une lumière -36- en arc de cercle-(toujours en regard des lumiéres -25-) dont l'étendue angulaire est fonction du nombre de cylindres et de l'usage particulier auquel le mécanisme est destine'*. La lumière -36- communique à l'aide de plusieurs trous-37- avec l'espace tu- bulaire-38- entre l'arbre fixe -27- et l'arbre creux central-15-, cet es- pace communiquant à son tour avec une conduite-39- extérieure.
Le mécanisme comprend des circuits appropriés de graissage, des moyens de récupération du fluide de graissage, des conduites de récupé- ration des fuites de fluide dans le carter -1-, etc.
Le mécanisme décrit ci-dessus fonctionne comme suit en consi- dérant par exemple son utilisation comme compresseur. Le fluide à comprimer est introduit à travers la conduite -39- et pénètre dans l'espace tubulaire -36-, d'où il est aspiré dans les cylindres par les pistons lesquels, lors- que l'ensemble tourne suivant..la flèche fig. 3; s'éloignent radialement par rapport au bloc-cylindres en passant de la position inférieure à la position supérieure ; cela s'obtient grâce au décalage entre l'axe de rotation du bloc -16- et l'axe de rotation du disque-12- portant les axes -20-.
Pendant la course descendante des pistons (toujours en regardant la fig. 3) ceux-ci, en raison du décalage précité, compriment le fluide dans les cylindres correspondants pour le refouler ensuite, à travers la lumière -34-, dans la chambre -29- puis, à travers les trous -35-, dans la cavité intérieure de de l'arbre creux -27- qui représente la conduite de refoulement. Dans ce cas, l'arbre-6- constitue l'arbre moteur et entraîne le bloc-16- par l'intermédiaire des bielletes ou manivelles -22-.
Lorsque le mécanisme fonctionne comme moteur, on lui apporte des modifications en ce qui concerne l'étendue angulaire de la lumière -36-, la dimension de la lumière-34- et la disposition de la distribution dans son ensemble. Dans ce cas, le fluide moteur sous pression est dirigé, par l'intermédiaire de la conduite constituée par l'arbre creux -27-, dans les cylindres à travers la lumière -34-, en produisant une expansion plus ou moins prolongée selon l'étendue angulaire de cette même lumière -34-, puis il est évacué à travers la lumière-36- et la conduite -39-; la rotation est contraire à la précédente.
L'organe conique -26-, sollicité par le ressort-30-, règle automatiquement par ses propres glissements le frottement du siège conique, ce qui assure une étanchéité constant. En effet, lorsque le frottement entre les surfaces coniques augmente pour une raison quelconque, le bloc rotatif -16- à tendance à entraîner en rotation l'organe conique-26- autour de l'arbre fixe -27-28- mais.dans ce cas les galets fixes-32-, en raison de la présence des rampes en V -33-, produisent un léger déplacement de l'organe-26- (vers la droite en regardant-.les figso 2 et 4) de manière à décoincer cet organe du siège-24- jusqu'à redonner au frottement sa valeur pré-établie. Le ressort -30- et l'effet dû à la pression des fluides sur l'organe -26- doivent être opportunément calculés en vue de réaliser la condition d'équilibre requise pour cet organe.
Une application du mécanisme suivant l'invention est celle
<Desc/Clms Page number 4>
montrée à la fige l, Deux mécanismes analogues à ceux décrite ci-dessus et désignés M et C sur le schéma, sont accouplés entre eux à l'aide d'arbres correspondant à l'arbre -6- de l'exemple décrit plus haut, reliés entre eux.
Entre ces mécanismes et sur l'arbre commun est montée une dynamo -D- ou autre machine, électrique ou non, qui exploite l'énergie mécanique de l'arbre commun entre les mécanismes -C- et -µµ-, Le mécanisme -M- ayant une plus grande cylindrée totale, est destiné à constituer le moteur de l'ensemble et son alimentation se fait par l'intermédiaire d'une conduite -51- qui le relie à une source de fluide chauffé, constituée plus particulièrement par un échangeur de chaleur -S-. L'échappement du mécanisme moteur -Ms'effectue à travers une conduite -52- qui aboutit à un réfrigérant-R- où le fluide est refroidi, et ainsi réduit en volume et éventuellement condensé.
En quittant le réfrigérant -R- le fluide traverse la conduite -53- et atteint le mécanisme -C- qui opère comme compresseur et refouler le fluide dans la conduite -54- vers.l'échangeur de chaleur.
L'énergie..mécanique produite par le moteur -M- est destinée à actionner partiellement l'ensemble -M-C-, tandis que la partie résiduelle peut être exploitée grâce à la machine -D-.
L'application décrite ci-dessus peut être également envisagée quand la chute de température entre -S- et-R- est relativement limitée.
La même application peut aussi être réalisée en prévoyant dans le circuit un accumulateur de chaleur capable d'emmagasiner la chaleur prélevée d'une cource quelconque afin de la restituer au cours du fonctionnement du moteur exothermique à cycle fermé en question. La source de chaleur peut être également constituée, par exemple, par l'échàppement d'un brûleur, d'une chaudière, d'un fourneau, d'un foyer domestique ou autre. Le réfrigérant peut être constitué par un échangeur de chaleur à circulation d'eau à température ambiante ou analogue.
Le fluide qui agit en circuit fermé peut être simplement constitué par de l'air, ou bien par des vapeurs d'essences volatiles à basse température, telles que l'éther, l'ammoniaque, l'anhydride carbonique ou toute autre''substance en phase gazeuse ou en phase liquide et gazeuse Dans ce dernier cas cependant, le compresseur -C- peut être constitué soit par un mécanisme du type décrit ci-dessus, soit par une simple pompe à engrenages ou autre. On peut en outre prévoir un dispositif approprié pour amorcer la rotation de l'équipage rotatif dès que la pression du fluide de commande tombe au-dessous d'une valeur prédéterminée, afin de vaincre les résistances initiales.
Le mécanisme peut étre utilisé pour la réalisation d'un cycle endothermique en introduisant de la chaleur à 1"aide d'un brûleur dans l'air ou autre fluide comprimé refoulé par un compresseur dans le moteur et ensuite évacuéà l'extérieur.
Les dessins annexés montrent schématiquement des modes de réalisation, mais les formes et les agencements des organes représentés peuvent étre modifiée sans toutefois sortir du cadre de l'intention.
REVENDICATIONS.
EMI4.1
-----------------------------
1) Un mécanisme à cylindres disposés en étoile, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs cylindres formés dans un bloc rotatif et munis de pistons commandés par des bielles dont la tête s'articule dans un deuxième élément rotatif tournant autour d'un axe parallèle et décalé par rapport à l'axe du bloc-cylindres, ce bloc et ledit deuxième élément rotatif étant reliés entre eux par un jeu de mantilles, les cylindres comportant une distribution centrale fixe.