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'Dispositif pour comprimer des gaz et transformer leur énergie de pression en énergie cinétique.
La présente invention se rapporte à un dispositif pour comprimer les gaz et transformer leur énergie de pression en énergie cinétique et dans lequel la chambre de travail est compartimentée par des paroi identiques entre elles, le mouvement de ce parois ayant pour effet d'augmenter ou de diminuer sans cesse les e spaces quelles délimitent, de sorte qu'on peut soit y comprimer et refouler de s gaz, soit transformer l'énergie de pression d'un gaz en énergie de pression d'un autre gaz, soit transformer de l'énergie calorifique en énergie mécanique.
Plusieurs exemples d'exécution de l'objet de l'invention sont représentés s aux dessins.
La fig.l montre sohématiquement deux surface s latérale s de forme ondulée et, entre elles, descloisons, l'ensemble étant vu dansla direction de surfaces de paroi.
La fig.2 montre en perspective lessurfaces latérales réali-
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sée a sous s forme de disques oscillants et 1 e s parois guidées sou s forme de surfaces hélicoïdales.
La fig.3 montre, dans le cas du mode de construction suivant la fig.2, ,une réalisation particulièrement judicieuse des extrémité des parois.
La fig.4 est une vue de bout d'un détail ;
La fig.5 est une coupe axiale d'un dispositif particulier pour 1 a commande des parois.
La fig.6 montre une variante de la forme d'exécution suivant la fig.5.
Le principe du fonctionnement du dispositif suivant l'invention va être décrit en se référant à la fig.l sohématique.
Entre deux surfaces latérale a, qui pré sentent la forme d'une surface régulière ondulée et qui constituent les parois latérales d'une chambre de travail délimitée en haut et en bas par des surfaces plane s, sont comprises de parois b étanche sur tout leur pourtour et qui coulissent dans la direction de la flèche Ó dans de glissières s fixe s h.
LeEffaces ondulées a sont percéesd'ouvertures d'admissions et d'ouvertures d'échappement A et sont mobiles dans la direction de la flèche m. Commet la direction de coulissement Ó diffère de la direction /3 de la ligne dejonction despoints de guidage B, c où les parois b glissent air les surfaces a, il y a toujours, là où la direction de coulissement Ó rencontre obliquement la direction instantanée des ondulationsa, un écart considérable entre les parois b, c'est-à-dire une chambre volumineuse entre ce parois, et là où la direction Ó rencontre les ondulations des suface s a Boue l'angle le moins aigu se trouvent délimités des espace réduits.
Il s'ensuit que par les ouvertures d'admission E est aspiré du gaz quiest refoulé par les ouvertures d'échappement A.
Au lieu de déplacer le parois a dans la direction de la flèche on peut aussi déplacer les parois b ainsi que leurs glis- sière s h dans le sens inver se. Les ouvertures d'admission et
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d' échappement peuvent Atre prévue s non seulement dans le s paroi s condulées a maisaussi dans la pièce de 11 appareil qui les réunit (plancher ou plafond de la chambre) ; ce sont alors les s ouverture 0 Et et A' de la fig.l.
Un dispositif ingénieux pour la mise en oeuvre de ce procédé est celui où, suivant la fig.2, les parois b sont enroulées en une hélice ± ; le parois ondulées a prennent al or s de façon corre spondante la. dorme de di sque s oscillants s d à une ou plu sieur s courses. Cesdisques oscillante sont de préférence fixés sur un arbre commun sur lequel coulissent de leur coté les hélices ; cel le s-ci sont isolées de l'extérieur par une enveloppe cylindri- que. Ce mode d'exécution offre cet avantage que le faces s de joint sont toutes des pièces tournantes qu' on peut facilement usiner de façon précise et à peu de frais sur un tour ou une reot ifieu se.
On peut mettre le dispositif en action en faisant tourner les disques oscillants d (flèche F sur la fi g. 2 ) ; maiss on peu t aussi maintenir le disques oscillants immobiles et faire tourner de leur côté les vis c, auquel cas elles prennent également un mouvement de va-et-vient indiqué par la double flèche D.
Lesouvertures d'admission et d'échappement E et A sont perc éesdans les disques oscillants. On peut aussi les s prévoir dans l'arbre±, auquel casce dernier devra être réalisé sousforme d'un canon, ou à la fois dans l'un de disques s oscillants et le canon. Lorsque les disques oscillants sont rigidement reliés à l'enveloppe extérieure,) le s ouvertures d'admission et d'échappement peuvent être prévues non seulement dans les disquesoscillants
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mai s aussi dan s l' envel oppe.
Les hélices .0, doivent être guidées suivant une direction soit purement axiale, soit encore hélicoïdale ; toutefois, il faut que la direction de coulissement soit toujoursdifférente de la direction de la génératrice de l'hélice c.
On obtient un guidage avantageux de l'hélice ,2, lorsqu'on
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munit les extrémités des pi stons hélicoïdaux.± suivant la fig.3 de pièce s de guidage e en f arme de segment annulaire qui se dé- pl acent dans l'espace annul aire entre l'enveloppe f e t l'arbre les pistons hélicoïdaux se guident alors mutuellement. Le dispositif ne présente en ce cas pas d'arêtes de joint, mais uniquement desfaces de oint, assurant ainsi une bonne étanchéi- té. De plus, les extrémités des pistons hélicoïdaux se trouvent montées de façon rigide à la flexion et à la torsion, ce qui amé- liore les propriétés de rigidité dès pistons hélicoïdaux.
Les possibilités d'usinage sont en outre améliorées, car on peut as- sembler sans enveloppe ni arbre les pistons hélicoïdaux d'un dispositif et les rectifier solidairement à l'extérieur et à l'intérieur aux diamètres correspondants s de l'enveloppe et de 11 arbre.
Pour diminuer le frottement, on peut faire porter les seg- mentsannulaires et les guider l'un sur l'autre par l'intermédiai- re de billes.2 ou de rouleaux ou d'aiguilles. Lescuvettes.1 seront utilement réalisées sous s forme de tronçons de tube fendus dans lesquels sont placées les billes, ce qui simplifie l'usinage et l'ajustage dans les glissières despistons hélicoidaux.
Le disques oscillants s qui actionnent les pistons hélicoi- daux peuvent être construit s de manière à agir soit d'un seul côté (c'est-à-dire par simple poussée) soit encore des deux cotés (par exemple suivant les figs.5 et 6). rivant la fig. 5, aux extrémité s e de pistons hélicoidaux sont monté s de galets qui roulent entre deux disquess osicillant s d fixés sur 11 arbre suivant la fig.6, on emploie des rouleaux jumelés k qui embrassent un di sque oscillant unique.
Dans le cas de la disposition bilatérale, il suffit d'un seul disque oscillant qui peut être situé soit du coté aspiration, soit du coté refoulement du dispositif. Mais on peut aussi employer avantageusement ici encore deux disques oscillants, en particulier lorsque les pistons hélicoïdaux ont à supporter des pressions re- lativement élevées. En effet, lorsqu'on emploie deux disques os- cillants fixés, soit air l'arbre, soit sur l'enveloppe et qui
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guident les deux extrémités des pistons hélicoïdaux, la distance entre cesextrémités demeure constante, même lor sque deefforts de pre ssion tendent à déformer lespistons hélicoïdaux.
Maisil s'ensuit que les efforts de flexion et de torsion'imposés aux pistonshélicoïdaux dévièrent plusfaibles ; en outre, lesréac- tions axialeset tangentielles air les gl i ssière s sont réparties entre deux éléments du dispositif au lieu d'un seul, de sorte qu' il ne se produit jamaiss que deeffort s moi tié moindre s.
Sur les fige.2 et 3, on a employé quatre pistons hélicoi- daux. Le nombre depistons hélicoïdaux d'un même di spo si ti fdoit dépendre du degré de compression désiré et en outre du fait que les disques s o scill ant sont réalisés s à une seul e ou à plusieurs s courses. Lespistons hélicoïdaux eux-mêmes peuvent présenter un seul ou plu sieurfilets (même defilets de b/4 ou 1 1/2, etc. ) ; il est en outre possible de guider les pistons hélicoïdaux au moyen de segmentss annul aires non seulementà l'une 'et l'autre extrémités, maisaussi dansl'intervalle.
Le débit du dispositif est considérable. Leshélices jouent le rôle de pistons dont l'aire efficace, dans le cas de filets mul tiees, e st égal e à autant de foi s l' aire annulaire c ompri se entre la paroi et l'arbre. De plus, chaque piston hélicoïdal débite à l'aller et au retour, de sorte que malgré de faibles courses, dans le cas d'une construction convenable, on peut débi- ter usqu'à deux fois le contenu de l'espace annulairs à chaque révolution, et autant de fois ete quantité que les di sque s d comportent de courses. Comme l'encombrement du dispositif est minime, on peut obtenir par révolution un débit qui, comparative- ment à la grandeur de l'ensemble du dispositif, n'avait été at- teint jusqu'à ce jour par aucun autre.
De plus, les effets d'iner- tie sont minimes, car on n'a à employer que de faibles courses pour les pistons hélicoïdaux, de sorte qu'on peut également atteindre des régimeélevés. Au surplus, on peut réaliser une compen- sation complète demassess depistons hélicoidaux dans le sens axial.
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Le mode de construction décrit permet en outre, du fait qu'il ne s'agit que de pièces de construction simples, de suivre par le calcul ces pièces dans les efforts qu'elles fournissent et, sur cette base, de les rendre aussi légères que possible.
C'est pourquoi ce dispositif peut également s'employer dans des installations mobile s, et cela aussi bien comme machine de tra vail (ventilateur, pompe foulante, compresseur) que comme moteur ou comme combinai son de s deux.
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1. Dispositif pour comprimer de s gaz et transformer leur énergie de pression en énergie cinétique, caractérisé en ce que dans une chambre de travail présentant deouvertures d'admission et d'échappement, composée de deux surfaces opposées équidistantes et de deux surfaces ondulées, peuvent se déplacer le long, de ce s dernière s plu sieur s paroi s identiques qui forment joint étanche de toutes parts avec les faces délimitant la chambre et qui sont en même temps guidéess de façon telle qu'elles sont animées par les dites surfaces ondulées d'un mouvement de va-et-vient dans une direction différente de la leur propre.