Machine rotative à chambres de volume variable. La présente invention a pour objet une machine rotative à chambres de volume va riable assurant compression ou détente entre l'entrée et la sortie suivant le sens de rota tion.
Cette machine est constituée par au moins deux hélices sphériques de même pas vissées l'une dans l'autre, à centres confondus, déca lées l'une de l'autre d'un angle donné et dont les axes se croisent d'un angle tel que deux groupes de génératrices viennent en contact dans le plan de ces axes, une hélice sphérique étant un solide limité à, deux sphères concen triques et à deux surfaces coniques égales de même centre que les sphères, et engendrées chacune par une demi-droite qui tourne au tour d'un axe qu'elle rencontre et dont l'in clinaison sur cet axe varie proportionnelle ment à sa rotation autour de l'axe à partir d'une position origine,
les deux surfaces coni ques ayant même axe et étant décalées angu- lairement autour de cet axe pour laisser au solide l'épaisseur désirée.
Le dessin représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de chambres de volume variable de la machine rotative selon l'invention.
La fig. 1 montre l'une, et La fig. 2 l'autre de deux hélices sphéri ques; La fig. 3 montre ces deux hélices vissées l'une dans l'autre; La fig. 4 montre les hélices selon la fig. 3 montées, dans un carter; Les fig. 5 et 6 représentent deux autres formes d'exécution de chambres de volume variable.
Dans la construction selon les fig. 1 à 4, les chambres de volume variable de la ma chine rotative sont réalisées au moyen de deux hélices sphériques égales n'occupant qu'une portion de sphère, vissées l'une dans l'autre d'un angle donné (représentées ainsi avec leurs axes confondus fig. 3) et dont les axes sont amenés à former (fig. 4) un angle tel que deux groupes de génératrices viennent en contact dans le plan de ces axes. Les cham bres sont limitées, d'autre part, à des portions de sphères intérieure et extérieure formant carters solidaires des hélices.
Deux groupes de chambres sont ainsi obte nus complémentaires l'un de l'autre et admet tant un axe de symétrie qui est la bissectrice de l'angle des deux axes. Le volume de ces chambres croît du pôle vers l'équateur.
En liant la rotation des deux hélices au tour de leurs axes au moyen d-'une croix de Oldham, d'un joint de Cardan, d'un toc d'en traînement ou simplement de l'appui des génératrices en contact ou par tout autre moyen, les chambres se déplacent axialement en changeant de volume. En effet, pendant ce déplacement elles ne peuvent tourner, puisque les génératrices en contact restent dans le plan des deux axes. L'entrée et la sortie s'effectuent ainsi axialement suivant la même direction générale.
Au lieu de faire tourner hélices et axes, l'une d'elles peut être fixe et l'autre, sans tourner, animée d'un mouvement de circon volution conique par le coude d'un arbre formant bouton de manivelle incliné sur le quel l'hélice est folle (fig. 5). Dans ce cas, les chambres tournent de telle sorte qu'il y a un écoulement hélicoïdal. Comme il y a deux groupes de chambres, il y a normale ment deux entrées et deux sorties, mais ces entrées et ces sorties peuvent être réunies en une seule si les spires sont limitées au point qu'il n'y a, à chaque instant, qu'une chambre complètement fermée.
Les hélices peuvent être monopales, bi- pales, tripales, etc., multipliant ainsi les chambres.
L'application de cette machine à cham bres de volume variable s'étend à deux do maines: hydraulique et thermodynamique.
En hydraulique une chambre ne pourra rester close qu'un instant pour éviter l'éclate ment dû à l'incompressibilité des liquides. L'appareil se résumera à deux hélices assu rant une cloison étanche entre l'entrée et la sortie, cloison se déplaçant lorsque les hé lices tournent. Une nouvelle cloison se forme à l'instant où s'entr'ouvre la précédente.
Il suffit pour cela de limiter la longueur des spires à â oz si les hélices sont monopales et égales ou si elles sont inégales à l'une à 2 n, l'autre à 4 n. Pour les bipales égales, il faudra limiter les spires à 5 , etc.
Le sens de rotation et le sens des hélices déterminent le sens dans lequel le liquide traverse l'appareil.
Les principales applications seront les pompes, les propulseurs, les moteurs, les compteurs.
En thermodynamique les pressions s'é tagent dans les chambres depuis l'équateur jusqu'au pôle. Pour obtenir de grands taux de compression, on pourra associer deux sys tèmes de chambres (fig. 6) comportant mêmes axes, même centre, même pas, mais li mités à des sphères de rayons différents; leurs débits par tour deviennent très différents et le taux de compression qui est le rapport des débit volumétriques d'entrée et de sor tie peut être très grand. Les principales applications seront les compresseurs, les pompes à vide, les moteurs à vapeur, à air comprimé; un compresseur associé à une chambre de combustion et à un récepteur moteur constituerait un groupe moteur à combustion.