ifachine rotative. La présente invention a pour objet une machine rotative comportant ,deux pales qui se déplacent d'un mouvement alternatif l'une vers l'autre dans une chemise tournante dont la paroi périphérique est pourvue d'une ou verture d'aspiration et d'une ouverture de refoulement à des endroits diamétralement opposés, les pales changeant de sens de<B>dé-</B> placement en face de ces ouvertures.
Cette machine est caractérisée en ce que la chemise tournante tourne constamment dans le même sens .dan,,, une enveloppe fixe et forme avec ladite enveloppe une chambre d'aspiration et une chambre de refoulemen':
dont la première est en communication avec l'intérieur -de la chemise tournante pendant sensiblement un demi-tour au moyen d'une ries ouvertures de cette chemise et dont la se- r1ondP Pa en conimlinic'a.tion avec l'intérieur dc- la eheini@c- touniant.e pendant moins d'un demi-tour au moyen de l'autre
ouverture mé nagée dans la chemise tournante à l'autre ex trémité du diamètre aboutissant à la première ouverture. Dans une forme d'exécution particulière, le commencement de la chambre de refoule ment est éloigné de la fin de la chambre d'as piration d'une longueur égale à un grand nombre de fois la largeur des ouvertures mé nagées dans la chemise tournante.
On peut avantageusement choisir la distance entre le début de la chambre de refoulement et la fin de la chambre d'aspiration pour que la pres sion engendrée entre les pales dans la che mise soit approximativement -égale à la pres sion régnant dans la chambre de refoulement au moment oà l'ouverture assurant le refou lement débouche en face du début de la cham bre de refoulement.
Suivant une forme. d'exécution avanta geuse, les mouvements de pivotement égaux et en sens inverses des arbres adjacents por tant les pales .;ont réalisés par le fait que ces feux arbres portent des engrenages dont cha- L.un est en prise avec une des crémaillères d'un coulisseau qui est mobile dans une cou lisse solidaire de la chemise tournante, ledit coulisseau appuyant sur un guide disposé ex- centriquement par rapport à la chemise tour nante et par lequel il est déplacé d'un mou vement de translation alternatif dans sa cou lisse pendant chaque tour de la chemise tour nante.
Le dessin annexé représente schématique ment et à titre d'exemple seulement, une forme d'exécution de la machine rotative fai sant l'objet de l'invention.
Fig. 1 est une coupe longitudinale suivant la ligne I-I de la fi-. 3 -de la partie basse pression d'un compresseur rotatif à deux étages de pression, .constituant ladite forme d'exécution de la machine selon l'invention; Fig. 2 est une coupe analogue -de la partie haute pression; Fig. 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la fig. 1; Fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 1.
Dans ces différentes figures, les mêmes chiffres de référence désignent des éléments identiques.
Le compresseur rotatif représenté com porte deux étages de pression connectés en sé rie. Ges deux étages sont semblables entre eux. Nous nous contenterons de décrire l'é tage à basse pression.
L'étage à basse pression comporte une enveloppe fixe 2 (fig. 1 et 3) dans laquelle est disposée une chemise tournante 3. Cette che mise est solidaire de deux fonds 4 et 5. Des languettes d'étanchéité sont prévues entre ces fonds et l'enveloppe fixe. Entre la chemise tournante et l'enveloppe fixe 2 sont ménageas deux chambres 6 et 7 dont la première est en communication avec une conduite 8 dé nommée ci-après conduite d'aspiration, et dont la deuxième est en communication avec une conduite 9, dénommée -ci-après conduite de refoulement.
La chambra 6, dénommée chambre d'aspi ration, s'étend sur à peu près la moitié de la périphérie de la chemise tournante, tandis que la chambre 7, dénommée chambre -de re foulement, s'étend sur environ 85 .
L'étanchéité de la chambre d'aspiration 6 est assurée par des languettes 10 et 11, tan- dis que l'étanchéité de la chambre de refou lement 7 est assurée par des languettes 10 et des languettes 12, les languettes 10 étant disposées dans une cloison 13 qui sépare ces deux chambres.
A l'intérieur de la chemise tournante 3 sont disposées des pales 14 et 15 pourvues -de languettes d'étanchéité 16 assurant un bon contact avec la paroi intérieure de la chemise et avec les fonds 4 et 5. Les deux pales 14 et 15 sont portées par des arbres respectivement 17 et<B>18</B> qui sont montés dans les fonds 4 et 5 et sont par conséquent entraînés avec ceux ,ci, par exemple dans le sens de la flèche X. Ces deux arbres peuvent en outre être ani més de mouvements de pivotement alterna tifs égaux et de signes contraires, par des moyens qui seront décrits plus loin.
A l'inté rieur de la chemise 3. on peut distinguer deux enceintes, dont l'une, 3a, est située d'un côté des pales 14 et 15 et dont l'autre, 3b, est si tuée de l'autre côté des pales. Pour assurer l'étanchéité entre ces enceintes, il est prévu des languettes d'étanchéité 19 entre les arbres 1 7 et 18 et le blocs de matière qui les sépare.
La paroi intérieure de la chemise tour nante se présente sous la forme de deux cy lindres de révolution dont les axes sont con fondus respectivement. avec l'axe de l'arbre 17 et avec l'axe de l'arbre 18.
Des ouvertures 20 et 21, diamétralement opposées, sont ménagées dans la chemise tour nante 3. L'ouverture 20 est susceptible de mettre l'enceinte 3a en communication avec la chambre .d'aspiration 6 ou avec la chambre de refoulement 7 suivant la position -de :a chemise tournante. De même, l'ouverture 21 est. susceptible de mettre l'enceinte 3b en com munication avec la chambre d'aspiration 6 ou avec la chambre de refoulement 7.
Dans ces conditions, si on fait tourner la chemise 3 dans le sens de la flèche X, à par tir de la position représentée à la fig. 3, l'ou verture 20 qui est en face de la cloison 13 quitte bientôt les languettes 10 pour mettre la chambre d'aspiration 6 en communication avec l'enceinte 3a. Cette rotation de la che mise 3 et de ses fonds provoque la rotation de l'axe des arbres 17 et 18 dans les mêmes conditions.
Mais pendant eette rotation, ces arbres pivotent sur eux-mêmes respectivement dans le sens de la flèche Y et de la flèche 7,, ce qui a pour effet de provoquer une aspira tion dans l'enceinte 3a. et une compression dans l'enceinte 3b.
Le pivotement des arbres 17 et 18 est déterminé pour que les pales 14 ci 15 soient approximativement en contact 1_'une avec l'autre quand la chemise 3 a tourné de 180 et que l'ouverture 20 est venue se placer en face des languettes 1.1. Pendant entte rotation de la chemise, l'air qui rem plissait l'enceinte 3b s'est comprimé dans cette enceinte entre les pales 14 et 15 jusqu'à ce que l'ouverture 21 soit venue déboucher dans la chambre de refoulement 7, puis il a été refoulé dans cette chambre ju--_qu'au mo ment où l'ouverture 21 est venue se placer en face des languettes 10.
Donc, pendant la, rotation d'un demi-tour de la chemise, l'en ceinte 3a s'est remplie d'air, tandis que l'air contenu dans l'enceinte 3b a été comprimé et ref ouP.
Ce compresseur est donc un compresseur volumétrique à rendement élevé, tout comme un compresseur à. piston, mais qui présente par rapport à celui-ci l'avantage de ne pas nécessiter d'organes de distribution à mouve ment alternatif et de ne pas comporter lui- même des pièces à mouvement alternatif de masses considérables, les pales 14 et 15 pou vant être légères.
L'angle parcouru par la chemise tour nante 3 depuis le début de la compression jusqu'au moment où l'ouverture 21 assure la communication de l'enceinte où s'effectue la compression avec la, chambre de refoulement est d'environ 105 . Cet angle est donc tel que le commencement de la chambre de refoule ment est éloigné de la fin de la chambre d'as piration d'une longueur égale à un grand nombre de fois la largeur des ouvertures mé nagées dans la chemise tournante.
Cet angle est déterminé dans chaque .cas pour que la pression dans la chambre de compression at teigne la pression dans la chambre de refou lement au moment où ladite communication est établie. De cette façon, la contre-pression sur les pales 14 et 15 est maintenue inférieure à la pression de refoulement pendant une par tie importante de la course de ces pales.
Afin de réduire l'espace mort entre les pales, lorsque celles-ci sont à fond de course, des nervures 22 et 23 sont prévues entre les pales à fond de course. Ces nervures sont dia métralement opposées. Elles réunissent les fonds 4 et 5, afin de leur servir d'entretoise. C'est dans ces nervures que sont disposées les languettes 19 assurant l'étanchéité des en ceintes 3a et 3b autour des arbres 17 et 18.
Pour provoquer les pivotcments égaux -et de sens -contraires des arbres 17 et 18 pen dant la rotation de la chemise 3, on a calé sur ces arbres cl-es pignons, respectivement 24 et 25 (fig. 4) engrenant le premier avec une cré maillère 26 et le second avec une crémaillère <B>27,</B> -ces deux crémaillères étant ménagées dans un coulisseau 28 disposé dans une cou lisse 29 solidaire de la chemise tournante 3. Le déplacement axial -du coulisseau dans sa -coulis-se, lors de la rotation de la chemise tournante, est provoqué par son contact avec un guide fixe 30 par l'intermédiaire .de ga lets 31, le guide 30 étant. disposé excentri quement par rapport à. la chemise tournante 3.
Le coulisseau appuie par ses deux extrémi tés sur ce guide et est entraîné par la cou lisse 29 par l'intermédiaire de galets 32.
Les crémaillères 26 et 27 sont disposées de part et d'autre des pignons 24 et 25, de façon à. faire tourner -ceux-ci en sens inverses l'un de l'autre. Pour régulariser leur mouve ment, -ces pignons engrènent également entre eux. Cet engrènement permettrait d'ailleurs à la rigueur .de supprimer une des cré maillères mais, dans ce cas, la crémaillère res tante ainsi que les pignons en prise avec elle devraient être plus robustes.
Afin de réduire la largeur du coulisseau et par conséquent son poids, il est prévu de diriger les crémaillères 26 et 27 obliquement par rapport à la direction passant par les axes des pignons 24 et 25 au lieu de les diriger perpendiculairement à cette direction. Ainsi qu'on le voit en fig. 4, cet angle est d'environ 10 . Les crémaillères sont donc dirigées à peu près parallèlement à la direction susdite.
Le guide 30 sur lequel le coulisseau ap puie à la fois par ses deux extrémités a une forme théorique qui peut être déterminée ai sément par une construction graphique. En pratique, on peut constituer la surface de ce guide au moyen de deux cylindres de ré volution dont les axes passent par des points tels que 33 et 34 qui sont à une petite dis tance de l'axe .du coulisseau à fond de course et sur des perpendiculaires à l'axe du cou- lisseau passant par le milieu de la longueur du coulisseau à fond de -course.
Dans le but. d'effectuer une compression voisine d'une compression isothermique, des moyens sont prévus assurant une circulation d'un liquide réfrigérant dans les différents organes qui peuvent s'échauffer par suite de la compression -de l'air.
En outre, des moyens sont prévus pour lubrifier les différentes parties mobiles du compresseur.
Certains des moyens de lubrification et de refroidissement sont représentés au des sin.
Le compresseur décrit est monté en série avec un autre compresseur, de façon à réali ser des pressions de refoulement élevées. La fil. 2 représente le compresseur haute pres sion, qui est du même genre que celui de la fi-. 1, mais aspirant l'air qui est refoulé par -ce .dernier. Les. chiffres de référence de la fig. 2, qui ne diffèrent des chiffres -de la fib. 1 que par la notation ', désignent des éléments correspondants. Les volumes des chemises des deux compresseurs montés en série se déterminent comme pour les machines ordinaires.
Ces deux compresseurs tournent à la même vitesse et sont disposés de part et d'autre d'un support commun pour les guides 30 et 3(Y. En vue (tn simplifier la descrip tion et<B>le</B> nous ne décriron> pas les disposition; constructives courantes (élément; en .deux pièces, roulements à billes, à rou leau ou à aiguilles, constitution des bour rages, etc.) qui, dans le but de faciliter le montage et d'assurer un fonctionnement mé canique convenable, sont employées dans la machine rotative décrite.
Le compress?ur représenté et décrit ne présente pas les inconvénients des compres seurs dans lesqlz,els la chemise tournante ,change de sens de rotation en même temps que quatre pales qu'elle contient, ce change ment -de sens de rotation se faisant au mo ment où les ouvertures d'admission et les ou verture3 d'échappement de la chemise tour nante ont été amenées respectivement en face des conduites d'admission et des conduites de refoulement ménagées .dans une enveloppe fixe.
Ces compresseurs connus présentent l'in convénient de nécessiter des soupapes de re tenue dans les conduites de refoulement, si non, l'air du réservoir repasserait -dans la chemise tournante au moment où celle-ci change de sens.
Ils présentent également l'inconvénient de ne permettre l'admission de l'air qu'au mo ment où les lumières d'admission sont en face des conduites d'admission, ce qui soumet les pales qui s'éloignent à une dépression né faste avant l'admission et risque d'empêcher l'admission complète si la vitesse de marche est un peu grande.
Ils présentent en outre l'inconvénient de ne donner lieu qu'à un faible débit quand le taux de compression est faible.
Enfin, l'espace mort entre les pales est relativement grand par suite de la présence d(: quatre pales.
On obnnaît également des compresseul-s dans lesquels une chemise tournante, qui cor; - trôle l'admission et l'échappement, tourne -constamment dans le même sens et contient. deux pales animées d'un mouvement alterna tif. 1Vlais, dans -ces compresseur, les deux pales restent à la même distance angulaire l'une de l'autre et se déplacent chacune dans nue chambre distincte.
De plus, il n'y a pat de chambre d'aspiration et de .chambre de re foulement autour de la chemise tournante. Enfin, les ouvertures d'aspiration et de refou lement, qui sont au nombre de quatre au lieu de deux, sont ménagées dans un des fonds au lieu de l'être dans la paroi périphérique.
Par le fait que les conduites d'aspiration et de refoulement débouchent dans des pa- rois fixes en reg ;
rd d'un des fonds de la tournante, il est très difficile d'empêcher les fuites entre ces conduite, et l'emploi de soupapes de retenue dans les conduites de re foulement est nécessaire en pratique.
Les ou vertures d'aspiration et les ouvertures de re foulement sont plus nombreuses que dans le compresseur décrit et représenté et leur di mension ,dans le sens périphérique doit, pour ne pas donner lieu à un espace mort exagéré, être assez réduite, ce qui provoque une grande vitesse de passage .de l'air dans les ouver tures. Enfin, pour diminuer le rapport de compression, il faut élargir dans le sens pé riphérique des orifices des conduites de re foulement, mais dans -ce cas l'étanchéité en tre les conduites d'aspiration et de refoule ment devient encore beaucoup plus difficile à réaliser.
Enfin, par suite de la présence du méea- nisine nécessaire pour donner aux pales le mouvement. alternatif convenable par rapport à la chemise tournante, le poids et l'encombre ment de ces compresseurs .sont beaucoup plus considérables que ceux du compresseur re présenté au dessin.
Il va de soi que la forme d'exécution re présentée et décrite peut servir, soit comme compresseur, s'il s'agit de refouler dans une chambre fermée de l'air aspiré dans l'atmo sphère, soit comme pompe à vide, s'il s'agit d'évacuer de l'air contenu dans une chambre fermée. soit comme ventilateur, s'il s'agit de provoquer un courant. d'air dans l'atmosphère.