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" Méthode da compression des fluides et dispositifs en permettant la réalisa'* tion ".- \ L'invention concerne une méthode de compression des fluides, du genre dans lequel on réalise la compression d'un fluide en utilisant la détente, soit d'un autre fluide, soit d'une autre quantité à pression différente, du même fluide* ladite méthode trouvant une application particulièrement in- téressante dans les cycles de transformations physiques des fluides ayant pour objet soit l'obtention d'énergie, soit la production de chaleur ou de froid, et dans lesquels il est ef- fectué successivement une compression et une détentedes fluides* On sait que, dans les modes de fonctionne mont usuels
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des machines utilisant de tels cycles de transformations,
comme les machines calorifiques et frigorifiques, on passe générale- ment de l'énergiepotentielle du fluide à détendre à l'énergie potentielle du fluide comprimé par l'intermédiaire de l'énergie mécanique, ce qui présente le grave inconvénient de faire porter le pourcentage des pertes d'énergie sur la somme des travaux de compression et de détente, alors que l'énergie utile échangée avec l'extérieur a seulement pour valeur la différence algébri- que de ces travaux d'où il s'ensuit que les pertes d'énergie sont très importantes par rapport au travail utile.
Le but de la présente invention est d'obvier à l'incon- vénient ci-dessus mentionné des méthodes actuelles, en réalisant avec un bon rendement, dû à la suppression de la transformation en énergie mécanique, la compression d'un fluide au moyen de la détente d'une autre quantité du même fluide ou d'un fluide dif- férent, et elle consiste! dans ce but, en principe, à faire refouler, par le fluide qui se détend, le fluide à comprimer quand il se trouve à une pression peu différente et, à cet effet, à fractionner la détente utilisée ainsi que la compression réali- sée par elle, chacune des détentes partielles effectuant une compression partielle correspondante par mise en communication, (avec interposition ou non, d'un organe séparateur de fluide, commandé ou non),
d'une quantité en détente avec une quantité en compression au moment où la différence de pression entre lesdites est faible, le fonctionnement étant tel qu'on effec- tue la détente complète de chacune des quantités du fluide à détendre par mise en communication successive de celle-oi avec la série des quantités, à pressions de plus en plus basses, du fluide à comprimer, la dernière étant constituée par le réser- ' voir dudit fluide, et qu'inversement, on effectue en même temps la compression de .chacune des quantités du fluide à comprimer par mise en oommunioation successive de celle-ci avec la série
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des quantités, à pressions de plus en plus élevées, du fluide à détendre, la dernière étant constituée par le réservoir dudit fluide.
Afin de bien faire comprendre le principe de, l'invention et à titre d'exemple de réalisation, des formes d'exécution en sont ci-après décrites et schématiquement représentées aux des sins annexés au présent Mémoire Descriptif, et dans lesquels:
Figure 1 est une figure schématique, pour l'exposé du principe, correspondant au cas où le fluide en détente est sé- paré du fluide à comprimer ;
Figure 2 est une vue schématique correspondant au cas ou il est fait emploi d'un piston plongeur ;
Figure 3 est une vue schématique en coupe d'un disposi- tif mécanique permettant la réalisation de l'invention et com- portant un distributeur fixe et une série de capacités disposées circulairement et tournant autour du distributeur fixe ;
Figure 4 est une même vue d'un second dispositif à capa- cités à organe séparateur de fluides, et à piston plongeur, les- dites capacités étant montées rotativement et mises en communi- cation par un distributeur fixe ;
Figure 5 est une autre vue du mime dispositif montrent le mouvement des pistons ou séparateurs de fluides réalisant le décalage en pression ou déphasage des capacités.
Figure 6 est une vue schématique en coupe d'un disposi- tif établi dans le même but que celui des figures 4 et 5, mais dans lequel la variation du volume des capacités est obtenue par des moyens dérivés de ceux des compresseurs à palettes, ledit dispositif comportant un distributeur fixe et une série de capacités disposées circulairement sous forme d'un rotor à aubes, excentré par rapport au distributeur; Figuse 7 est une vue schématique en coupe, montrant la disposition des palettes montées à coulissement dans les aubes
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du rotor et 1 moyen-employé pour les assujettir à rester au contact du distributeur, le nombre des palettes représentées étant moindre que celui de la figure 6, afin de faciliter la compréhension du dessin;
Figure 8 est une vue de détail agrandie montrant l'ex- trémité d'une palette et la bague directrice;
Figure 9 est une vue d'ensemble, à échelle réduite, en coupe longitudinale suivant la ligne x-x de la fig. 8 ;
Figure 10 est une vue schématique en coupe d'un autre mode de commande des palettes ;
Figure 11 étant une vue partielleen coupe suivant la ligne y-y de la fig.10:
Le principe de l'invention peut être aisément compris en se reportant à la figure 1. Dans cette figure, 1 est une capa- cité comportant des lumières 2 et 3, contrôlées par un distri- buteur 4, un séparateur ou piston 5 pouvant se déplacer dans ladite capacité 1.
En supposant la capacité 1 remplie de fluide à comprimer, le piston 5 se trouvant dans la position de gauche représentée aux dessins, si l'on met en communication successi- vement, par ledistributeur 4, la lumière 2 avec une série de capacités à détendre à pressions de plus en plus élevées, la dernière étant constituée par le réservoir de fluide à détendre, chacune de ces capacités subir-- une détente partielle en effec- tuant une compression partielle du fluide à comprimer situé dans la capacité 1, par exemple jusqu'à égalisation des pres- sions par débit d'un volume de fluide égal au déplacement du piston.
La pression finale étant atteinte, la lumière 2 étant en communication avec le réservoir de fluide à détendre, la lu- mière 3 est mise en communication avec la réservoir de fluide comprimé, de sorteque, le piston 5 continuant son mouvement, sans autre dépense d'énergie', que celle nécessaire pour vaincra ses frottements, du fait de l'égalité des pressions sur ses deux
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faces celui- ci effectue à la fois lerefoulement du fluide comprimé et l'aspiration du fluide à détendre à même pression, La capacité 1 fonctionnera ensuite comme détendeur, le piston 5 restant, par exemple stationnaire, et celle-ci étant mise en communication avec une série de capacités à pressions de plus en plus basses,
chacune des détentes partielles de la capacité 1 étant utilisée pour réaliser la compression partielle de chacune des capacités de cette série; enfin, pendant le retour du piston 5, la lumière 2 sera utilisée pour l'évacuation du fluide déten- due en même temps que s'effectuera par la lumière 3 l'aspira- tion du fluide à comprimer. Le cycle des opérations recommencera ensuiteen utilisant cette série de capacités.
On conçoit que, grâce à cette méthode, le piston 5 suppor- tant sur ses deux faces des pressions constamment peu différentes, on obtient une réduction considérable des résistances passives. par la réduction du travail transmis par le piston, la suppression presque totale de l'apport d'énergie par celui-ci permettant, non seulement de réduire sas organes de commande, mais encore de les supprimer complètement, réalisant ainsi un piston libre.
En outre, l'étanchéité à assurer étant sans grande impor- tance, les fuites de fluide en détente dans le fluide en compres- sion à pression plus faible ayant pour effet la compression directede celui-ci, il devient possible de réduire le piston à un simple séparateur ou palette, commandé ou non, de forme con.. venable pour balayer la, capacité et dont les frottements sont presque nuls.
Il devient également possible, dans le des où un mélange partiel des fluides n'est pas prohibitif, de supprimer complè- tement tout séparateur, le fluide en détente comprimant direc- tement et refoulant le fluide en compression.
Un mode de réalisation, particulièrement avantageux, du principe de l'invention consiste à effectuer un échange avec
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ltextérieur de l'énergie utile, différence entre les travaux de compression et de détente, et à cet effet, à faire varier le volume de chaque capacité au cours de l'opération, par exemple au moyen d'un piston plongeur, comme montré en figure2, en le constituant, par exemple, par la tige 6 du séparateur de fluides 5, le volume de fluide à détendra admis par la lumière 2 étant alors inférieur à celui du fluide comprimé et refoulé du volume dé la tige 6 dont le diamètre peut être tel que son travail soit précisément égal à la différence entre les travaux de compression et de détente,
c'est-à-dire au travail utile du cycle, les frot- tements étant sensiblement proportionnels au volume engendré par le piston plongeur, et, par suite, au travail utile du cycle.
Dans les dispositifs représentés aux figures 3 à 11 on a prévu un montage des capacités en étoile ou en cercle ce qui per- met de réaliser simplement la distribution et la continuité due au déphasage des capacités.
Dans la forme d'exécution dela figure 3, les capacités 1 délimitées par les parois ou aubes 15 d'un rotor 16 tournent dans le sens dela flèche et ne comportent aucun organe séparateur de fluides, un distributeur fixe 7, comportant une série de canaux 8, mettant successivement en communication, deux à deux, les capacités 1, ledit distributeur 7 comportant, en outre, des lumières 9 et 10 en relation respectivement avec le réservoir de fluide à détendre et avec celui du fluide frais à comprimer.
Si l'on suppose qu'à un instant déterminé les capacités 1 comprises dans l'arc a b sont en phase de compressions et à pression crois- sante de 8 vers b, que les capacités de l'arc b c sont en phase de refoulement, à pression constante, du fluide comprimé par le fluide à détendre, celles de l'arc ± d, en phase de détente à pression décroissante de !!.
vers!, et celles de l'arc d a en phase d'évacuation du fluide détendu remplacé par du fluide
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frais à comprimer, les canaux 8 font communiquer des capacités en détente avec des capacités en compression à même pression et il y a, par suite, équilibre. Si la couronne 16 de capacités
1 tourne alors d'un angle correspondant à l'espace occupé par une capacité 1, chaque canal 8 mettra en communication une capacité en détente avec une capacité en compression à pres- sion plus faible, l'égalisation des pressions entre les capa- cités 1 en communication s'effectuant par débit d'une faible quantité de fluide à travers le distributeur 7,
et bien qu'en un tour complet chaque capacité 1 pleine de fluide à compri- mer sera amenée à la pression finale par une suite de com- pressions partielles, le fluide comprimé étant alors évacué, par exemple par la périphérie en 11, et remplacé par du fluide à détendre admis par la lumière 9 et qui subit une série de détentes partielles avant d'être évacué, par exemple par la périphérie en 12, et remplacé par du fluide à comprimer admis par la lumière 10.
Le mouvement du fluide pendant refoulement et remplacement à pression constante pourra être assuré par le fonctionnement en ventilateur que réalise la couronne de capa- cités 16 si les parois 15 séparant deux capacités 1 succes- sives sont en forme d'aubes. rendant égalisation des pressions entre deux capacités 1 mises en communication par un canal 8, il y a création d'éner- gie cinétique aux dépens de l'énergie de détente, mais cette énergie pourra être réduite à celle nécessaire pour assurer le débit de fluide, par la division en un grand nombre de capaci- tés, et surtout la disposition en diffuseurs des canaux 8 du dis- tributeur 7.
On voit que le fluide en détente comprime et chasse direc- tement un égal volume de fluide en compression, l'appareil fonctionne donc,en "échangeur de pressions ", auquel pourra
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être adjoint ou combiné un compresseur ou détendeur de-type quelconque,dont le travail serf le travail utile du cycle, différence algébrique entre les travaux de compression et de détente
Le dispositif représenté aux figures 4 et 5, fonctionne de façon analogue, maisil est prévu pour éviter tout mélange entre fluide en détente et fluide en compression par l'uti- lisation de pistons ou séparateurs balayant les capacités, et pour réaliser la compression et la détente de volumes différen ts de fluide par l'emploi de pistons plongeurs,
Les arcs indiqués correspondent aux phases mentionnées pour la figure 3.
Le distributeur 7 est fixe et la sériede capacités 1 tourne dans le sens indiqué par la flèche, chacune d'elles comportant un piston ou séparateur 5 prolongé par une tige 6 formant piston plongeur; l'admission defluide à compri- mer s'effectue en 13 en même temps que l'évacuation par la lumière 10' du distributeur 7 du fluide détendu, l'avaeuation du fluidecomprimé étant effectuée en 11 le fluide e à détendre étant admis par la lumière 9 du distributeur 7.
Le mouvement des tiges 6 peut être commandé au moyen de bielles ou d'une rampe ou came 14 réalisant le déphasage des pressions de telle sorte que le débit de fluide à travers les canaux 8 soit égal au volume engendré par les pistons ou séparateurs 5,
Ce dispositif est en somme un compresseur à piston d'un nombre n de cylindres déphasés disposés en étoile, dont la distribution rotative est prévue pour assurer conformément à l'invention la mise en communication deux à deux des cylin- dres pendant compression et détente; il pourra donc comporter tout dispositif connu de cylindres de compresseurs à piston.
Le dispositif représenté aux figures 6 à 11 est établi dans le même but, mais la variation du volume des capacités 1,
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au lieu d'être obtenue au moyen depistons plongeurs, eat obtenue par des moyens dérives de deux des compresseurs à palettes*
Dans ce dispositif, le rotor 16, à aubes 15 délimitant les capacités 1, et tournant dans le sens indiqué pat la flèche, est excentré par rapport au distributeur fixe 7, dont les canaux 8 mettent successivement en communication, deux à deux les capacités 1.
Grâce à cet exoentrage, les palettes 17 maintenues constamment appliquées contre le distributeur fixe 7, par les dispositifs décrits ci-après, et montées à coulissement dans les aubes 15 dit rotor. 16, réalisent ainsi, à chaque tour, la variation de volume voulue pour chaque capacité 1, cette variation de volume pouvant être changée à volonté par modification de l'excentricité du rotor 16 par rapport au distributeur 7. pour astreindre les palettes 17 à rester constamment au contact du distributeur fixe 7 (figures 7, 8 et 9), celles-ci comportent un talon 18 auquel elles sont reliées par exemple au moyen d'une lame ou cornière flexible 19, ledit talon étant maintenu appliqué contre le distributeur 7 au moyen de bagues directrices 20, concentriques au distributeur 7, mais complè- tement libres de tourner avec le rotor 16.
Pour permettre le libre passage des bagues 20, au nombrede deux dans l'exemple représenté, la palette 17. présente des échsnerures ou fané- tres 21 de forme correspondante, dans lesquelles les bagues 20 sont montées avec le jeu minimum De préférence, pour substituer le frottement de roulement au frottement de glis- sement dû au mouvement relatif d'oscillation du talon 18, on interpose entre chacune des bagues directrices 20 et le talon
19 des rouleaux ou des billes 22, en nombre approprié, les bagues 20 présentant alors une rainure ou gorge annulaire
23 et le talon 18 comportant à l'aplomb des dites bagues des prolongements avant et arrière 24 se terminant par une sorte
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de bea 25 partiellement engagé dans la rainure 23.
A titre de variante (fig.10 et 11), on peut également réaliser comme suit la commande des palettes. Il est facile de démontrer qu'un point quelconque d'une bague directrice telle que 20, centrée sur le distributeur 7 et entraînée dans la rotation du rotor 16 avec la même vitesse angulaire que celui-ci par suite des frottements a pour mouvement relatif, par rapport au rotor 16, une circonférence telle que 26 dont le rayon est égal à l'excentricité du rotor 16 par rapport au distributeur fixe 7.
En se basant sur cefait, on monte j dans une rainure annulaire 27 du distributeur 7, une bague 20 sur laquelle on articule des biellettes 28 qui commandent le déplacement reotiligne relatif de chacune des palettes coulis- santes 17 à la manièredu dyatème bielle-manivelle, lesbos- sages 29 formant tourillons d'articulation desdites biellettes 28.
Il est bien entendu que,'? l'on pourrait également obtenir la variation de volume des capacités telles que 1, mais fixes, par excentrage d'un distributeur tournant.
On conçoit que, par la méthode exposée ci-dessus, on réalise ainsi un "éohangeur de pressions " dont il est inté- ressant de remarquer l'analogie avec les échangeurs de cha- leur à contre-courant qui effectuent l'échange des températu- res entre deux fluides, circulant en sens inverse, sous l'ef- fet d'une faible chute de température qui assure la transmis- sion de chaleur. Ici l'échange des pressions s'effectue par débit d'air des capacités en détente dans les capacités en compression ( sous l'effet d'une chutede pression réduite), à travers un distributeur mobile dont le mouvement par rapport .eux capacités correspond à la circulation en sens inverse des fluides.
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Il est bien entendu que l'on pourra sans sortir de l'esprit de l'invention apporter des variantes ainsi que des perfectionnements de détails et par exemple
Eviter l'emploi d'un distributeur en utilisant deux couronnes de capacités en mouvement relatif de rotations, dont les lumières communiquent successivement deux à deux au cours dela rot ation.
Laisser les capacités fixes en faisant tourner le dis- tributeur puisque seul le mouvement relatif intéresse le principede l'invention.
Dans la disposition avec pistons séparateurs disposer les cylindres parallèlement, en une couronne autour du dis- tributeur.
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"Method of compressing fluids and devices allowing the realization". The invention relates to a method of compressing fluids, of the kind in which the compression of a fluid is carried out by using the expansion, either of another fluid, either of another quantity at different pressure, of the same fluid * the said method finding a particularly interesting application in the cycles of physical transformations of fluids having for object either the obtaining of energy or the production of heat or cold, and in which there is successively a compression and a release of fluids * It is known that, in the usual modes of operation
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machines using such transformation cycles,
like heating and refrigerating machines, we generally switch from the potential energy of the fluid to be expanded to the potential energy of the compressed fluid via mechanical energy, which has the serious drawback of increasing the percentage of energy losses on the sum of the compression and expansion works, while the useful energy exchanged with the outside has only for value the algebraic difference of these works from which it follows that the losses of energy are very important in relation to useful work.
The aim of the present invention is to obviate the above-mentioned drawback of current methods, by performing with a good efficiency, due to the suppression of the transformation into mechanical energy, the compression of a fluid by means of of the expansion of another quantity of the same fluid or of a different fluid, and it consists! for this purpose, in principle, to cause the fluid which expands to discharge the fluid to be compressed when it is at a slightly different pressure and, for this purpose, to split the expansion used as well as the compression produced by it, each of the partial detents performing a corresponding partial compression by placing in communication, (with or without interposition, of a fluid separator member, controlled or not),
of a quantity in expansion with a quantity in compression at the moment when the pressure difference between the said ones is small, the operation being such that the complete expansion of each of the quantities of the fluid to be expanded is effected by successive communication of the latter with the series of quantities, at increasingly low pressures, of the fluid to be compressed, the last being constituted by the reservoir of said fluid, and that conversely, the compression of each is carried out at the same time. quantities of the fluid to be compressed by successive communication of the latter with the series
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quantities, at increasingly high pressures, of the fluid to be expanded, the last consisting of the reservoir of said fluid.
In order to make the principle of the invention clearly understood and by way of exemplary embodiment, embodiments thereof are described below and diagrammatically represented in the sins appended to this Descriptive Memorandum, and in which:
FIG. 1 is a schematic figure, for the presentation of the principle, corresponding to the case where the fluid in expansion is separated from the fluid to be compressed;
Figure 2 is a schematic view corresponding to the case where use is made of a plunger;
FIG. 3 is a schematic sectional view of a mechanical device enabling the embodiment of the invention and comprising a fixed distributor and a series of capacitors arranged circularly and rotating around the fixed distributor;
FIG. 4 is the same view of a second device with capacities with a fluid separating member, and with a plunger, said capacities being mounted to rotate and communicated by a fixed distributor;
Figure 5 is another view of the mime device showing the movement of the pistons or fluid separators effecting the pressure shift or phase shift of the capacities.
Figure 6 is a schematic sectional view of a device established for the same purpose as that of Figures 4 and 5, but in which the variation of the capacity volume is obtained by means derived from those of vane compressors, said device comprising a fixed distributor and a series of capacitors arranged circularly in the form of a bladed rotor, eccentric with respect to the distributor; Figuse 7 is a schematic sectional view showing the arrangement of the vanes slidably mounted in the vanes
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of the rotor and 1 means used to secure them to remain in contact with the distributor, the number of pallets shown being less than that of FIG. 6, in order to facilitate understanding of the drawing;
Figure 8 is an enlarged detail view showing the end of a pallet and the guide ring;
Figure 9 is an overall view, on a reduced scale, in longitudinal section along the line x-x of FIG. 8;
Figure 10 is a schematic sectional view of another method of controlling the pallets;
Figure 11 being a partial sectional view along the y-y line of fig. 10:
The principle of the invention can be easily understood by referring to FIG. 1. In this figure, 1 is a capacity comprising ports 2 and 3, controlled by a distributor 4, a separator or piston 5 which can be connected. move in said capacity 1.
Assuming the capacity 1 filled with fluid to be compressed, the piston 5 being in the left-hand position shown in the drawings, if one puts in communication successively, by the distributor 4, the port 2 with a series of capacities to be expanded. at increasingly high pressures, the last being constituted by the reservoir of fluid to be expanded, each of these capacities undergo a partial expansion by effecting partial compression of the fluid to be compressed located in the capacity 1, for example up to 'with equalization of the pressures by flow of a volume of fluid equal to the displacement of the piston.
The final pressure being reached, the port 2 being in communication with the reservoir of fluid to be expanded, the light 3 is placed in communication with the reservoir of compressed fluid, so that, the piston 5 continuing its movement, without further expenditure. 'energy', than that necessary to overcome its friction, due to the equal pressure on its two
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faces, the latter performs both the discharge of the compressed fluid and the suction of the fluid to be expanded at the same pressure, The capacity 1 will then function as an expander, the piston 5 remaining, for example stationary, and the latter being placed in communication with a series of capacities at increasingly low pressures,
each of the partial expansions of the capacity 1 being used to achieve the partial compression of each of the capacities of this series; finally, during the return of the piston 5, the port 2 will be used for the evacuation of the expanded fluid at the same time as the port 3 will suck the fluid to be compressed. The cycle of operations will then restart using this set of abilities.
It will be appreciated that, by virtue of this method, the piston 5 bearing constantly little different pressures on its two faces, a considerable reduction in the passive resistances is obtained. by reducing the work transmitted by the piston, the almost total elimination of the energy input by the latter making it possible not only to reduce the control members, but also to eliminate them completely, thus achieving a free piston.
In addition, the tightness to be ensured being of little importance, the leaks of fluid in expansion in the fluid under compression at lower pressure having the effect of direct compression thereof, it becomes possible to reduce the piston to a simple separator or pallet, ordered or not, of suitable shape to sweep the capacity and of which the friction is almost zero.
It also becomes possible, where partial mixing of the fluids is not prohibitive, to completely eliminate any separator, the fluid in expansion directly compressing and forcing the fluid in compression.
A particularly advantageous embodiment of the principle of the invention consists in carrying out an exchange with
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the outside of the useful energy, the difference between the work of compression and expansion, and for this purpose, to vary the volume of each capacity during the operation, for example by means of a plunger, as shown in FIG. 2, by constituting it, for example, by the rod 6 of the fluid separator 5, the volume of fluid to be expanded admitted by the port 2 then being less than that of the compressed fluid and discharged from the volume of the rod 6, the diameter of which can be such that his work is precisely equal to the difference between the work of compression and relaxation,
that is to say to the useful work of the cycle, the friction being substantially proportional to the volume generated by the plunger, and, consequently, to the useful work of the cycle.
In the devices shown in FIGS. 3 to 11, provision has been made for mounting the capacitors in a star or circle, which allows the distribution and continuity due to the phase shift of the capacitors to be simply achieved.
In the embodiment of FIG. 3, the capacitors 1 delimited by the walls or vanes 15 of a rotor 16 rotate in the direction of the arrow and do not include any fluid separating member, a fixed distributor 7, comprising a series of channels 8, successively putting in communication, two by two, the capacitors 1, said distributor 7 further comprising openings 9 and 10 in relation respectively with the reservoir of fluid to be expanded and with that of the fresh fluid to be compressed.
If it is assumed that at a given instant the capacities 1 included in the arc ab are in a compression phase and at increasing pressure from 8 to b, that the capacities of the arc bc are in the discharge phase, at constant pressure, of the fluid compressed by the fluid to be expanded, those of the arc ± d, in the expansion phase at decreasing pressure of !!.
towards !, and those of the arc d a in the discharge phase of the relaxed fluid replaced by fluid
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fresh to be compressed, the channels 8 communicate expansion capacities with compression capacities at the same pressure and there is, consequently, equilibrium. If the crown 16 of capacity
1 then rotates by an angle corresponding to the space occupied by a capacitor 1, each channel 8 will put in communication an expansion capacitor with a compression capacitance at lower pressure, the pressure equalization between the capacitors. 1 in communication taking place by the flow of a small quantity of fluid through the distributor 7,
and although in one complete revolution each capacity 1 full of fluid to be compressed will be brought to the final pressure by a series of partial compressions, the compressed fluid then being discharged, for example by the periphery at 11, and replaced by fluid to be expanded admitted by the port 9 and which undergoes a series of partial expansion before being discharged, for example by the periphery at 12, and replaced by fluid to be compressed admitted by the port 10.
The movement of the fluid during delivery and replacement at constant pressure can be ensured by the operation as a fan produced by the ring of capacitors 16 if the walls 15 separating two successive capacitors 1 are in the form of blades. making the pressures equalization between two capacitors 1 placed in communication by a channel 8, there is creation of kinetic energy at the expense of the expansion energy, but this energy can be reduced to that necessary to ensure the flow of fluid , by the division into a large number of capacities, and especially the arrangement of the channels 8 of the distributor 7 as diffusers.
It can be seen that the fluid in expansion compresses and drives out an equal volume of fluid in compression, the device therefore functions as a "pressure exchanger", which can
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be added or combined a compressor or expansion valve of any type, whose work serves the useful work of the cycle, algebraic difference between the work of compression and expansion
The device shown in FIGS. 4 and 5 operates in a similar fashion, but it is designed to avoid any mixing between fluid in expansion and fluid in compression by the use of pistons or separators sweeping the capacitors, and to perform compression and compression. expansion of different volumes of fluid by the use of plungers,
The arcs indicated correspond to the phases mentioned for figure 3.
The distributor 7 is fixed and the series of capacities 1 rotates in the direction indicated by the arrow, each of them comprising a piston or separator 5 extended by a rod 6 forming a plunger piston; the inlet of the fluid to be compressed takes place at 13 at the same time as the discharge through the opening 10 'of the distributor 7 of the expanded fluid, the venting of the compressed fluid being effected at 11 the fluid to be expanded being admitted through the distributor light 9 7.
The movement of the rods 6 can be controlled by means of connecting rods or of a ramp or cam 14 effecting the phase shift of the pressures so that the fluid flow through the channels 8 is equal to the volume generated by the pistons or separators 5,
This device is in short a piston compressor with a number n of out-of-phase cylinders arranged in a star, the rotary distribution of which is provided in accordance with the invention to ensure that the cylinders are placed in two-by-two communication during compression and expansion; it may therefore include any known device of cylinders of piston compressors.
The device shown in Figures 6 to 11 is established for the same purpose, but the variation in the volume of the capacitors 1,
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instead of being obtained by means of plungers, is obtained by means of drifts of two of the vane compressors *
In this device, the rotor 16, with blades 15 delimiting the capacitors 1, and rotating in the direction indicated by the arrow, is eccentric with respect to the fixed distributor 7, the channels 8 of which successively put in communication, two by two, the capacitors 1 .
Thanks to this exoentring, the vanes 17 kept constantly applied against the fixed distributor 7, by the devices described below, and mounted to slide in the vanes 15 said rotor. 16, thus achieve, at each turn, the desired variation in volume for each capacity 1, this variation in volume being able to be changed at will by modifying the eccentricity of the rotor 16 with respect to the distributor 7. to force the vanes 17 to remain constantly in contact with the fixed distributor 7 (Figures 7, 8 and 9), these comprise a heel 18 to which they are connected for example by means of a flexible blade or angle 19, said heel being kept pressed against the distributor 7 at the by means of guide rings 20, concentric with the distributor 7, but completely free to rotate with the rotor 16.
To allow the free passage of the rings 20, two in number in the example shown, the pallet 17. has chips or faders 21 of corresponding shape, in which the rings 20 are mounted with the minimum clearance. Preferably, to replace the rolling friction to the sliding friction due to the relative oscillating movement of the heel 18, one interposes between each of the guide rings 20 and the heel
19 rollers or balls 22, in appropriate number, the rings 20 then having an annular groove or groove
23 and the heel 18 comprising, directly above said rings, front and rear extensions 24 ending in a kind
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bea 25 partially engaged in the groove 23.
As a variant (fig. 10 and 11), it is also possible to control the pallets as follows. It is easy to demonstrate that any point of a guide ring such as 20, centered on the distributor 7 and driven in the rotation of the rotor 16 with the same angular speed as the latter as a result of the friction has a relative movement, relative to rotor 16, a circumference such as 26, the radius of which is equal to the eccentricity of rotor 16 with respect to fixed distributor 7.
Based on this fact, a ring 20 is mounted in an annular groove 27 of the distributor 7 on which links 28 are articulated which control the relative reotilinear movement of each of the sliding vanes 17 in the manner of the connecting rod-crank dyatem, the bearings 29 forming articulation journals of said links 28.
Of course, '? one could also obtain the variation in volume of capacities such as 1, but fixed, by offsetting a rotating distributor.
It will be understood that, by the method described above, a "pressure exchanger" is thus produced, the analogy of which is to be noted with countercurrent heat exchangers which effect the exchange of temperatures. - res between two fluids, flowing in the opposite direction, under the effect of a slight drop in temperature which ensures the transmission of heat. Here the exchange of pressures is carried out by air flow from the expansion capacities into the compression capacities (under the effect of a reduced pressure drop), through a mobile distributor whose movement in relation to them corresponds to the reverse flow of fluids.
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It is understood that it is possible without departing from the spirit of the invention to provide variants as well as improvements in details and for example
Avoid the use of a distributor by using two capacity rings in relative rotational movement, the ports of which communicate successively two by two during the rotation.
Leave the capacities fixed while rotating the distributor since only the relative movement concerns the principle of the invention.
In the arrangement with separator pistons, arrange the cylinders in parallel, in a ring around the distributor.