Machine volumétrique La présente invention, a pour objet une machine volumétrique comprenant une enveloppe formée d'au moins deux chambres cylindriques parallèles et sécantes, un piston rotatif disposé coaxialement dans l'une des chambres de manière à former dans celle-ci un espace annulaire,
au moins un organe .rotatif dis posé coaxialement dans l'autre chambre et épousant sa périphérie.
Cette machine est caractérisée par le fait que les surfaces périphériques du piston et de l'organe sont tangentes,
par le fait que le piston présente au moins une saillie radiale susceptible de s'engager dans un évidement correspondant de l'organe et pas le fait que le piston et l'organe sont couplés mécanique- ment, le tout de manière à réaliser un contact étanche permanent,
d'une part entre la saillie du piston et la chambre correspondante et, d'autre part, entre le piston et l'organe.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exem ple et très schématiquement, une forme d'exécution de la présente invention et des variantes. La fig. 1 en est une vue schématique en coupe. La fig. 2 montre, en perspective, les liaisons mécaniques des éléments de la machine représentée à la fig. 1.
La fig. 3 montre, à titre de variante, une autre forme d'exécution des liaisons mécaniques.
Les fig. 4 à 6 sont des variantes de la forme d'exécution de la machine représentée à la fig. 1. La machine volumétrique représentée à la fig. 1 dans sa forme d'exécution la plus simple, comprend un piston cylindrique 1 et un organe cylindrique 2,
montés pivotant dans deux chambres cylindriques sécantes d'une enveloppe 3. Le piston 1, de diamètre inférieur à la chambre cylindrique qui le contient, est pourvu d'une pale 4 maintenant un contact 6tan- che avec la paroi cylindrique 5 de l'enveloppe,
lorsque le piston tourne. L'organe 2 est de diamètre égal à la chambre cylindrique qui le contient et pré sente un évidement 6.
La distance des axes parallèles du piston et de l'organe, le diamètre de ces deux éléments ainsi que la forme de la pale 4 et de l'évidement 6 répondent aux deux conditions d'un contact permanent étanche entre le piston et l'organe pendant leur rotation et d'un contact étanche de la pale du piston contre la paroi
de l'enveloppe sur la périphérie de celle-ci. On voix que ces deux points de contact étanches délimi tent deux espaces séparés l'un de l'autre, dont le volume varie avec la rotation de 1a pale du piston. A la limite, le volume en diminution devient égal au volume subsistant entre la pale et l'évidement,
lors qu'ils sont alignés l'un dans l'autre et peut être nul. 1.1 est nécessaire de prévoir une liaison mécani- que entre le piston et l'organe,
de manière à ce que la pale 4 du piston s'emboite à chaque tour dans l'évidement 6 de l'organe. Cette liaison mécanique peut être réalisée à l'extrémité des arbres de pivo tement des deux éléments, comme le montre la fig. 2.
Un jeu d'engrenage 7, 8 rend les rotations du piston et de l'organe solidaire l'une de l'autre. Les pignons sont calculés de manière à ce que l'or gane effectue un tour complet ou un nombre de tours entier pendant une rotation complète du piston.
Une autre forme d'exécution de la :liaison méca nique est représentée à la fig. 3. Ici l'engrenage est réalisé sur une partie des surfaces cylindriques du piston et de l'organe eux-mêmes.
La pale s'engageant dans l'évidement tient lieu de dent et maintient Puniformité du mouvement circulaire. La machine volumétrique ainsi constituée peut tenir lieu de compresseur. A cet effet, un canal d'admission 9 et un canal d'expulsion 10 aboutissent à la jonction des deux chambres (fi-. 1).
Le piston tournant dans le sens des aiguilles d'une montre admet un fluide par la soupape du canal. d'admis- sion après le passage de la pale dans l'évidement, dans l'espace qui le suit et dont le volume croît.
Au contraire, il comprime le fluide qui se trouve dans l'espace qui le précède et qui décroît, jusqu'à ce que l'organe, ayant tourné de quelque 2700 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, présente son évidement face à l'espace comprimé.
Le canal d'expulsion laisse alors le fluide comprimé s'échap per par sa soupape 11.
On peut aussi utiliser la machine volumétrique comme pompe.
Enfin comme moteur, la même machine volu métrique présente une chambre d'explosion, située par exemple dans l'espace séparant l'évidement de l'organe de la pale du piston, lorsque celle-ci a quitté celui-là. La pression provoquée par l'explosion re pousse la pale du piston et met celui-ci en rotation.
Dans la forme d'exécution décrite jusqu'à pré sent, le piston ne présentait qu'une seule pale et coopérait avec un seul balai. Cependant, on prévoit également des pistons pourvus de plusieurs pales coopérant avec plusieurs organes. Ceux-ci sont ré- partis symétriquement dans des chambres sur le pourtour de la chambre du piston.
On voit à la fig. 4 un piston comprenant deux pales 12 et 13 coapé- rant avec deux organes 14 et 15.
Les enceintes déli mitées par les pales sont au nombre de deux et les espaces délimités par le contact des organes avec le piston sont au nombre de quatre. A chaque tour complet du piston correspondent deux cycles de com pression et d'expansion et deux rotations au moins de chacun des organes.
Les canaux d'admission 16 et 17 et d'échappement 18 et 19, ces derniers munis de soupapes, gouvernent l'entrée et la sortie d'un fluide. Une autre variante est représentée à la fig. 5,
où le piston est pourvu de deux pales coopérant avec trois organes disposés à 1200 l'un de l'autre. Ici le piston délimite également deux enceintes et le contact des organes avec le piston forme cinq espaces. En fig. 6, une autre variante montre un piston à trois pales coopérant avec quatre organes.
Les enceintes sont au nombre de trois et les espaces au nombre de sept.
Dans les variantes décrites aux fig. 4 à 6, l'uti- lisation comme compresseur, pompe ou moteur est également possible.
On voit par exemple à la fig. 5 des canaux d'admission 20 respectivement 21 et 22 et des canaux d'expulsion 23 respectivement 24 et 25, ces derniers munis de soupapes, situés de part et d'autre de chaque organe et débouchant sur la chambre du piston. Leur disposition convient parti- culièrement bien à la fonction de pompe.
Deux des circuits 20 et 24, 21 et 25, 22 et 23 travaillent, alors que le troisième est alternativement au repos. Un couplage adéquat<B>de</B> ces circuits peut permettre un débit continu de la pompe. Dans les variantes décrites aux fig. 4 à 6, les liaisons mécaniques sont semblables à celles repré sentées aux fig. 2 et 3. Seul le rapport des rotations des organes et du piston doivent être adaptés au moyen d'engrenages pour synchroniser l'emboîtement des pales dans les évidements.
Les possibilités d'adaptation de la machine dé- crite sont multiples et déterminées à la fois par le nombre de pales sur le piston et l'organe périphéri ques.
Parmi les applications envisagées, on peut notamment citer des compresseurs à air ou à gaz, des pompes pour tous liquides, des organes de trans- mission et de freinage, des compteurs volumétriqueà ;
dans le domaine des moteurs, des systèmes propulsés à air, à gaz et à vapeur, des turbines hydrauliques et des machines à combustion interne, à gaz ou à essence, ainsi qu'à injection par autoallumage. Selon les applications envisagées, la construction sera formée de préférence de fonte d'acier, de fonte injectée ou de matière plastique. Les pales du piston peuvent être adaptées sur celui-ci par leurs pieds en queue d'aigle.
La friction de contact entre le piston et (organe étant supprimée, l'usure est réduite à un minimum et la lubrification reste principalement nécessaire pour les roulements des paliers et accessoirement, dans les moteurs à combustion interne, pour faciliter le refroidissement.
Volumetric machine The present invention relates to a volumetric machine comprising an envelope formed of at least two parallel and intersecting cylindrical chambers, a rotary piston disposed coaxially in one of the chambers so as to form an annular space therein,
at least one .rotative organ placed coaxially in the other chamber and matching its periphery.
This machine is characterized by the fact that the peripheral surfaces of the piston and the member are tangent,
by the fact that the piston has at least one radial projection capable of engaging in a corresponding recess of the member and not the fact that the piston and the member are mechanically coupled, all so as to make contact permanent waterproof,
on the one hand between the projection of the piston and the corresponding chamber and, on the other hand, between the piston and the member.
The accompanying drawings show, by way of example and very schematically, an embodiment of the present invention and variants. Fig. 1 is a schematic sectional view thereof. Fig. 2 shows, in perspective, the mechanical connections of the elements of the machine shown in FIG. 1.
Fig. 3 shows, as a variant, another embodiment of the mechanical links.
Figs. 4 to 6 are variants of the embodiment of the machine shown in FIG. 1. The volumetric machine shown in FIG. 1 in its simplest embodiment, comprises a cylindrical piston 1 and a cylindrical member 2,
mounted to pivot in two intersecting cylindrical chambers of a casing 3. The piston 1, of diameter smaller than the cylindrical chamber which contains it, is provided with a blade 4 maintaining a 6tooth contact with the cylindrical wall 5 of the casing ,
when the piston rotates. The member 2 has a diameter equal to the cylindrical chamber which contains it and has a recess 6.
The distance of the parallel axes of the piston and the member, the diameter of these two elements as well as the shape of the blade 4 and of the recess 6 meet the two conditions of a permanent sealed contact between the piston and the member during their rotation and a tight contact of the piston blade against the wall
of the casing on the periphery thereof. We can say that these two sealed contact points delimit two spaces separated from one another, the volume of which varies with the rotation of the piston blade. Ultimately, the decreasing volume becomes equal to the volume remaining between the blade and the recess,
when they are aligned with each other and can be zero. 1.1 it is necessary to provide a mechanical connection between the piston and the component,
so that the blade 4 of the piston fits into the recess 6 of the member at each turn. This mechanical connection can be made at the end of the pivot shafts of the two elements, as shown in FIG. 2.
A set of gears 7, 8 makes the rotations of the piston and of the member integral with one another. The pinions are calculated so that the organ makes one full revolution or a whole number of revolutions during one full rotation of the piston.
Another embodiment of the: mechanical connection is shown in FIG. 3. Here the gear is made on a part of the cylindrical surfaces of the piston and the member themselves.
The blade engaging in the recess acts as a tooth and maintains the uniformity of the circular motion. The volumetric machine thus formed can take the place of a compressor. For this purpose, an inlet channel 9 and an expulsion channel 10 lead to the junction of the two chambers (fig. 1).
The clockwise rotating piston admits fluid through the channel valve. intake after the blade has passed through the recess, into the space which follows it and whose volume increases.
On the contrary, it compresses the fluid which is in the space which precedes it and which decreases, until the organ, having turned by some 2700 in the anti-clockwise direction, presents its face recess. to compressed space.
The expulsion channel then lets the compressed fluid escape through its valve 11.
The volumetric machine can also be used as a pump.
Finally as an engine, the same volu-metric machine has an explosion chamber, located for example in the space separating the recess of the member from the piston blade, when the latter has left the former. The pressure caused by the explosion pushes the piston blade again and sets it in rotation.
In the embodiment described so far, the piston had only one blade and cooperated with a single brush. However, pistons provided with several blades cooperating with several members are also provided. These are distributed symmetrically in chambers around the periphery of the piston chamber.
We see in fig. 4 a piston comprising two blades 12 and 13 co-copulating with two members 14 and 15.
The enclosures delimited by the blades are two in number and the spaces delimited by the contact of the members with the piston are four in number. Each complete revolution of the piston corresponds to two cycles of compression and expansion and at least two rotations of each of the components.
The intake channels 16 and 17 and exhaust 18 and 19, the latter provided with valves, govern the inlet and outlet of a fluid. Another variant is shown in FIG. 5,
where the piston is provided with two blades cooperating with three members arranged at 1200 from each other. Here the piston also delimits two enclosures and the contact of the components with the piston forms five spaces. In fig. 6, another variant shows a piston with three blades cooperating with four members.
The speakers are three in number and the spaces seven.
In the variants described in fig. 4 to 6, use as a compressor, pump or motor is also possible.
We see for example in FIG. 5 of the intake channels 20 respectively 21 and 22 and the expulsion channels 23 respectively 24 and 25, the latter provided with valves, located on either side of each member and opening onto the piston chamber. Their arrangement is particularly suited to the pump function.
Two of the circuits 20 and 24, 21 and 25, 22 and 23 are working, while the third is alternately at rest. Proper coupling <B> of </B> these circuits can allow continuous flow of the pump. In the variants described in fig. 4 to 6, the mechanical connections are similar to those shown in FIGS. 2 and 3. Only the ratio of the rotations of the components and of the piston must be adapted by means of gears to synchronize the fitting of the blades in the recesses.
The possibilities of adaptation of the machine described are numerous and determined both by the number of blades on the piston and the peripheral member.
Among the applications envisaged, mention may in particular be made of air or gas compressors, pumps for all liquids, transmission and braking units, positive displacement meters;
in the field of engines, systems propelled by air, gas and steam, hydraulic turbines and internal combustion machines, gas or gasoline, as well as injection by auto-ignition. Depending on the envisaged applications, the construction will preferably be formed of cast steel, injected cast iron or plastic. The blades of the piston can be fitted onto it by their eagle-tail feet.
The contact friction between the piston and (member being removed, wear is reduced to a minimum and lubrication remains mainly necessary for the bearings of the bearings and secondarily, in internal combustion engines, to facilitate cooling.