Machine à piston rotatif. L'invention a pour objet une machine à piston rotatif tournant à l'intérieur d'un cylindre.
Dans les machines de ce genre l'admis sion et l'échappement se sont faits générale ment par des orifices prévus sur le pourtour du cylindre.
L'expérience a montré que cette- situa tion des orifices en question, a l'inconvénient, après un certain temps de fonctionnement des palettes du piston, de provoquer des usures prématurées du bord, puis de créer ensuite des bosses. Les parties usées et les bosses nuisent au bon fonctionnement de la machine. En outre, cette situation des ori fices d'admission a l'inconvénient de dimi nuer les rendements volumétriques.
La machine objet de l'invention est ca ractérisée par la disposition symétrique de deux orifices d'admission, chacun dans un des deux fonds du cylindre où tourne le pis ton en forme de fuseau, à un emplacement tel, par rapport à, l'orifice d'échappement qui se trouve pratiqué dans le cylindre et à la partie supérieure de celui-ci, que les bords des palettes et les extrémités des segments que comporte le piston, passent en dehors desdits orifices d'admission et que la ferme ture par le piston, de ces orifices, s'effectue bien avant l'ouverture de l'orifice d'échappe ment, tandis que la fermeture de ce dernier s'effectue à son tour, bien avant l'ouverture des orifices d'admission.
Le dessin ci-joint montre, schématique ment et à titre d'exemple, une forme d'exé cution de cette machine.
La fig. 1 est une coupe verticale trans versale au cylindre et à l'arbre moteur, d'un compresseur; La fig. 2 est une coupe verticale suivant AABBC de la fig. 1; Les fig. 3, 4 et 5 sont des schémas mon trant trois positions du piston rotatif.
La machine représentée est du type con nu dans lequel un piston plat b, ayant le pro fil d'un fuseau, tourne à l'intérieur d'une chambre a dont la section affecte la forme d'une conchoïde de cercle, conchoïde dont la. corde est équivalente .à la longueur du pis ton. Ce dernier est évidé en son centre pour recevoir un cylindre e qui porte excentrique ment deux tourillons constituant. l'arbre d de la, machine.
Le cylindre qui traverse le piston constitue un excentrique dont le piston lui-même forme le collier; ce piston comporte sur ses deux faces planes deux couronnes à denture intérieure f qui engrènent constam ment, perdant la rotation de l'arbre, avec. deux pignons g fixes et solidaires des flasques i du cylindre renfermant le piston. Ces flasques fixés à un bâti a' -sont percés excentrique ment pour donner passage aux extrémités de l'arbre moteur, lesquelles tournent dans des coussinets et reçoivent chacune en bout un volant la comportant des masses convenables pour constituer l'équilibrage de la machine.
Le centre du piston décrit un cercle d'un mouvement uniforme et le piston lui-même tourne autour de son centre clans le même sens, mais à demi-vitesse; les extrémités du piston sont terminées par des palettes ra diales c mobiles, qui sont maintenues légère ment appliquées contre les parois du cylindre par la force centrifuge.
Les orifices d'admission se trouvent en 1 dans les deux flasques i qui ferment les ex trémités du cylindre a. Ces deux orifices d'ad mission sont pratiqués dans les parties in ternes des flasques ï (fig. 1 et ?) et commu niquent avec l'extérieur par des canaux 3 ménagés dans l'épaisseur des parois laté rales et aboutissant à l'orifice d.
L'emplace ment des orifices 1. ainsi que leur forme et leurs dimensions sont choisis pour satisfaire aux conditions suivantes: <B>10</B> Les bords des palettes e et les extré mités .s' des segments s doivent passer en dehors [le ces orifices 1 afin de ne pas risquer d'accrocher le bord de ceux-ci pendant la ro tation du piston.
2e La. fermeture, par le piston, de ces orifices d'admission 1, doit s'effectuer avant l'ouverture de l'orifice d'échappement 9, et la fermeture de ce dernier doit s'effectuer, à son tour, avant l'ouverture des orifices d'ad mission. On utilise pour cela. la largeur de la partie du piston b qui se déplace en face des- dits orifices d'admission et qui les obture complètement pendant une fraction de tour.
Ces conditions sont remplies en donnant aux orifices d'admission 1, la forme, les di mensions et l'emplacement qui sont montrés par les fin. 1, 2, 3, d et 5. La. forme est celle d'un triangle rectangle déformé dont le som met est tourné vers le haut et situé à un ni veau plus bas que celui de l'arbre d.
Les trois côtés sont formés par des portions de cercle se coupant et qui sont décrites des points suivants: Le côté l' est. décrit du cen tre de l'arbre d avec un rayon tel que la cir conférence des couronnes f qui peuvent com porter des segments, côtoie ledit bord l', mais sans le toucher pendant la fraction de tour effectuée par le piston pour passer de la po sition fig. 3 à la position fi;-. 5;
le côté 1" et la base 1"' sont décrits de points diffé rents, mais avec un même rayon R' qui est celui décrivant chaque bord du fuseau du piston. La base 1"' est située de telle façon qu'elle se confonde avec l'un des bords de l'extrémité du piston quand celui-ci est dans la position montrée fin. 3, tandis que le côté 1" doit coïncider avec le bord opposé de cette.même extrémité lorsque le piston oc cupe la position montrée fis. 5.
La position et la forme décrites des ori fices d'admission 1, donnent les avantages suivants La cylindrée volumétrique effectivement aspirée et qui occupe la capacité H quand le piston est à la position fis. ? où les orifices d'admission 1 sont entièrement découverts, peut être beaucoup plus complète que la cy lindrée normale. si l'on produit un retard suffisant, mais non trop grand, dans la fer meture de cette capacité H.
En effet, par un retard approprié, on peut réaliser une première surcompression des gaz contenus clans cette capacité en utilisant la puissance vive qu'ils possèdent en raison de leur vitesse linéaire dans la tuyauterie d'as piration.
Si, par contre, la position des orifices dé terminait un retard trop grand pour la fer meture, cette surcompression pourrait. dis- paraître; les gaz précédemment introduits dans la capacité et ayant créé à cet endroit une augmentation de pression, auraient en effet, le temps de ressortir.
De plus cet emplacement des orifices d'admission permet d'obtenir une surcom pression des gaz par l'égalisation des pres sions de chaque côté du piston lorsque les plaquettes d'étanchéité c des extrémités du piston traversent l'orifice d'échappement.
Cette égalisation se fait, comme l'indique la flèche fie. 4, à l'endroit de l'orifice d'é chappement 2. Elle est due au travail de dé tente qui resterait encore à obtenir des gaz comprimés dans l'espace nuisible et impar faitement détendus par les seuls retards don nés aux positions des orifices. On récupère donc partiellement ainsi ce travail et l'on prépare plus facilement aussi l'aspiration du tour suivant, aspiration qui se trouve faci litée par la position des orifices I qui ne s'ou vrent qu'après que la communication égali sant les pressions de chaque côté du piston a été interrompue depuis un certain temps (fig. 5), créant ainsi un commencement de dépression extrêmement favorable au moment de l'ouverture de l'admission.
De ce qui précède, il résulte que la dé tente des gaz contenus dans l'espace nuisible s'effectue en trois phases: La première est comprise entre les posi tions représentées fie. 1 et 2, par suite des retards donnés aux positions correspondantes des orifices d'admission 1 et d'échappement 2; quand le piston arrive à la position fie. 3, les orifices d'admission 1 sont obturés.
La deuxième phase (fig. 4) résulte de l'intercommunication entre les deux côtés du piston, comme le montre la flèche. A cette position, les orifices d'admission se trouvent encore obturés par la. largeur dudit piston.
. La troisième phase résulte de la Conti nuation du déplacement du piston dans le cylin.dre0avant l'ouverture de l'admission, c'est-à-dire depuis la. position approximative du piston (fie. 4) jusqu'à celle fig. 5.
La forme extérieure du piston joue Lin très grand .rôle car elle influe notablement sur l'espace nuisible. La base du cylindre a étant une conchoïde de cercle, on ne peut utiliser une courbe analogue pour le piston, car ce dernier talonnerait contre le cylindre.
On remédie à cet inconvénient en adop tant pour forme du fuseau du piston, la courbe enveloppante de toutes les positions du piston montrée par la. fi-. 1, quand la base du cylindre a est une conchoïde de cercle. Cette courbe enveloppante peut être rem placée plus simplement, pour chaque côté du piston, par un arc de .cercle médian x de rayon R décrit du point X et par deux arcs de 0 cercle extrêmes<I>x' x'</I> de rayon R' décrits tous deux du point X'.
Pour éviter tout brassage de l'air, il est indispensable de pouvoir évacuer à l'exté rieur ou dans la tuyauterie d'aspiration ce qui peut rester d'air libre dans le cylindre ou ce qui peut être aspiré par les fuites in hérentes à toutes machines. A cet effet, on emploie, en plus du clapet de refoulement, un second clapet de retenue 7 (fie. 1) qui laisse entre eux un volume 5 que l'on peut faire communiquer avec la pression d'aspiration ou la pression atmosphérique lorsque le ré gulateur agit.