Machine rotative à piston La présente invention a pour objet une machine rotative à piston, par exemple un compresseur rotatif.
Dans une machine rotative connue, un bloc cylin dre principal tourne concentriquement dans une chambre de rotor cylindrique pratiquement du même diamètre que le bloc,
et ce dernier présente un alé sage diamétral de section rectangulaire s'étendant à travers le bloc et perpendiculairement à son axe de rotation. Dans cet alésage est monté un piston d'un diamètre sensiblement égal à la largeur de l'alésage dans le plan de rotation et dont l'axe est parallèle à l'axe de rotation du bloc.
La longueur axiale du piston est pratiquement égale à la dimension de l'alé sage dans la direction axiale du bloc principal, de sorte qu'il occupe toute la section transversale<B>de</B> l'alésage ou presque. Ce piston est fixé concentri- quement sur un arbre qui est lui-même parallèle à l'axe de rotation du bloc cylindre principal et con centrique à cet axe.
Le bloc cylindre principal est couplé par engrenage audit arbre afin de tourner dans le même sens à une vitesse deux fois plus fai ble, d'où il résulte que cette rotation s'effectue en même temps qu'un mouvement alternatif du piston dans l'alésage.
Un problème dans la construction d'une telle machine rotative à piston provient de ce que la con version entre le mouvement rotatif de l'arbre et le mouvement alternatif du piston impose une cons truction du piston et du cylindre qui, en vertu de la configuration de leurs surfaces en engagement,
rend difficile de sceller la machine intérieurement pour éviter des fuites. Les fuites dépendent entière ment des jeux et ceux-ci doivent être suffisants pour tenir compte de l'expansion due à la différence de température entre les conditions de marche et d'arrêt.
Les fuites représentent une perte directe et, en outre, en chauffant le fluide utilisé dans la machine, aug mentent .le travail nécessaire pour la compression.
La machine faisant l'objet de la présente inven tion est caractérisée en ce qu'elle comprend un bloc cylindre rotatif de forme extérieure cylindrique pré sentant un alésage diamétral cylindrique et un piston cylindrique capable de se déplacer dans l'alésage, son axe coincidant avec celui de l'alésage,
et monté excentriquement par rapport à un arbre s'étendant perpendiculairement à l'axe du piston, l'arbre étant lui-même excentrique par rapport à -l'axe de rota tion du bloc cylindre dans une chambre de rotor.
Comme dans la machine connue indiquée précédem ment, la rotation de l'arbre est accompagnée par la rotation du bloc cylindre à demi-vitesse et du mou vement alternatif du piston dans l'alésage du cylindre.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine objet de l'in vention La fig. 1 en est une coupe longitudinale, et la fig. 2 est une coupe selon 2-2 de la fig. 1.
La machine représentée est un compresseur qui présente une chambre de rotor 1 dans laquelle est ajusté un rotor cylindrique 2 formant un bloc cylin dre présentant un alésage diamétral cylindrique 3.
Pendant la rotation du bloc, chaque extrémité de l'alésage communique alternativement avec une partie d'entrée 4 et une partie de sortie 5 dans la bâche.
Un piston cylindrique 6 peut glisser dans l'alé sage 3 et présente une surface extrême tournée con vexe 7 dont la courbure est égale à celle de la paroi intérieure de la chambre 1.
Le piston 6 comporte un moyeu 8 tournant librement dans le piston et constituant un excentrique fixé .sur un arbre d'en traînement 9.
Les,axes du moyeu excentrique 8 et de l'arbre 9 sont parallèles à l'axe de rotation du bloc cylindrique 2, l'arbre étant excentrique par rapport à ce dernier axe.
Le bloc rotor 2 (fia. 1) est monté dans la cham bre 1 par des roulements à billes 10. Le moyeu est logé dans un palier à roui--aux 12 dans le piston 6. L'arbre 9 et un prolongement 14 de ce dernier sont montés pour tourner dans des pièces extrêmes 11 de la bâche au moyen de paliers 13. Le piston 6 est muni de segments 15.
On voit que le bloc rotor 2 et le piston 6 sont creux pour réduire la masse des parties mobiles. En fonctionnement, -une roue dentée 16 sur le prolongement 14 de l'arbre 9 entraîne un anneau denté 17 à denture intérieure sur le bloc cylindre 2,
de sorte que le bloc 2 est obligé de tourner dans le même sens que l'arbre et à demi-vitesse. La dispasi- tion est telle que pendant une révolution de l'arbre 9 et du moyeu excentrique 8, le bloc cylindre 2 fait une demi-révolution et le piston 6 se déplace d'une extrémité de l'alésage cylindrique 3 à l'autre.
En couplant ensemble deux machines semblables en déphasant de 901, leurs parties rotatives, il est possible de se passer des engrenages. Il est visible (fig. 2) que le piston peut exercer une poussée sur l'alésage du cylindre dans le sens voulu pour faire tourner le cylindre. Cette poussée varie cependant entre une valeur maximum,
quand le piston est à l'une ou l'autre des extrémités de sa course, à une valeur nulle à mi-course. Il est donc nécessaire d'uti liser des roues dentées 16, 17 pour qu'un compres- seur ne comportant qu'un piston et un cylindre puisse démarrer dans n'in iporte quelle position.
Toutefois, si on utilise deux cylindres couplés rigidement l'un à l'autre, ou un cylindre présentant des alésages pour deux pistons, on peut supprimer les :roues dentées en plaçant les deux alésages perpendiculairement l'un à l'autre. La machine peut être complètement équilibrée contre les forces centrifuges et les couples par des poids d'équilibrage.
Rotary piston machine The present invention relates to a rotary piston machine, for example a rotary compressor.
In a known rotary machine, a main cylinder block rotates concentrically in a cylindrical rotor chamber of substantially the same diameter as the block,
and the latter has a diametral randomness of rectangular section extending through the block and perpendicular to its axis of rotation. In this bore is mounted a piston with a diameter substantially equal to the width of the bore in the plane of rotation and whose axis is parallel to the axis of rotation of the block.
The axial length of the piston is practically equal to the dimension of the bore in the axial direction of the main block, so that it occupies the entire cross section of <B> of </B> the bore or almost. This piston is fixed concentrically on a shaft which is itself parallel to the axis of rotation of the main cylinder block and con centric to this axis.
The main cylinder block is geared to said shaft in order to rotate in the same direction at twice the speed, whereby this rotation takes place simultaneously with reciprocating movement of the piston in the cylinder. bore.
A problem in the construction of such a rotary piston machine arises from the fact that the con version between the rotary movement of the shaft and the reciprocating movement of the piston requires a construction of the piston and the cylinder which, by virtue of the configuration. of their surfaces in engagement,
makes it difficult to seal the machine internally to prevent leakage. The leaks are entirely dependent on the clearances and these must be sufficient to take account of the expansion due to the temperature difference between the on and off conditions.
Leakage is a direct loss and furthermore by heating the fluid used in the machine increases the work required for compression.
The machine forming the subject of the present invention is characterized in that it comprises a rotary cylinder block of cylindrical exterior shape having a cylindrical diametrical bore and a cylindrical piston capable of moving in the bore, its axis coinciding with that of the bore,
and mounted eccentrically with respect to a shaft extending perpendicularly to the axis of the piston, the shaft itself being eccentric with respect to the axis of rotation of the cylinder block in a rotor chamber.
As in the known machine indicated above, the rotation of the shaft is accompanied by the rotation of the half-speed cylinder block and the reciprocating movement of the piston in the cylinder bore.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the machine which is the subject of the invention. FIG. 1 is a longitudinal section thereof, and FIG. 2 is a section along 2-2 of FIG. 1.
The machine shown is a compressor which has a rotor chamber 1 in which is fitted a cylindrical rotor 2 forming a cylinder block dre having a cylindrical diametrical bore 3.
During the rotation of the block, each end of the bore communicates alternately with an inlet part 4 and an outlet part 5 in the tarpaulin.
A cylindrical piston 6 can slide in the bore 3 and has a convex turned end surface 7 whose curvature is equal to that of the inner wall of the chamber 1.
The piston 6 comprises a hub 8 rotating freely in the piston and constituting an eccentric fixed. On a drive shaft 9.
The axes of the eccentric hub 8 and of the shaft 9 are parallel to the axis of rotation of the cylindrical block 2, the shaft being eccentric with respect to the latter axis.
The rotor unit 2 (fia. 1) is mounted in chamber 1 by ball bearings 10. The hub is housed in a roller bearing with 12 in the piston 6. The shaft 9 and an extension 14 of the latter are mounted to rotate in end parts 11 of the tarpaulin by means of bearings 13. The piston 6 is provided with segments 15.
It can be seen that the rotor unit 2 and the piston 6 are hollow to reduce the mass of the moving parts. In operation, a toothed wheel 16 on the extension 14 of the shaft 9 drives a toothed ring 17 with internal teeth on the cylinder block 2,
so that block 2 is forced to rotate in the same direction as the shaft and at half speed. The breakdown is such that during one revolution of the shaft 9 and of the eccentric hub 8, the cylinder block 2 makes a half revolution and the piston 6 moves from one end of the cylindrical bore 3 to the other. .
By coupling together two similar machines by shifting their rotating parts by 901, it is possible to do without gears. It can be seen (fig. 2) that the piston can exert pressure on the cylinder bore in the desired direction to rotate the cylinder. This thrust varies however between a maximum value,
when the piston is at either end of its stroke, at zero value at mid-stroke. It is therefore necessary to use toothed wheels 16, 17 so that a compressor having only one piston and one cylinder can start in any position.
However, if two cylinders rigidly coupled to one another are used, or a cylinder having bores for two pistons, it is possible to eliminate the: toothed wheels by placing the two bores perpendicular to each other. The machine can be completely balanced against centrifugal forces and torques by balancing weights.