EP1448873A1 - Machine volumetrique rotative - Google Patents

Machine volumetrique rotative

Info

Publication number
EP1448873A1
EP1448873A1 EP02791906A EP02791906A EP1448873A1 EP 1448873 A1 EP1448873 A1 EP 1448873A1 EP 02791906 A EP02791906 A EP 02791906A EP 02791906 A EP02791906 A EP 02791906A EP 1448873 A1 EP1448873 A1 EP 1448873A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rotor
stator
machine according
stops
faces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP02791906A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1448873B1 (fr
Inventor
René Snyders
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1448873A1 publication Critical patent/EP1448873A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1448873B1 publication Critical patent/EP1448873B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F01C1/356—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member
    • F01C1/3566—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the outer member the inner and outer member being in contact along more than one line or surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F01C1/40—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and having a hinged member
    • F01C1/46—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and having a hinged member with vanes hinged to the outer member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/002—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of similar working principle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C2230/00—Manufacture
    • F04C2230/60—Assembly methods
    • F04C2230/602—Gap; Clearance

Definitions

  • the present invention describes a rotary volumetric machine which does not have segmentation, the components of which participate in the creation of the variation in volumes, either with or without variation in pressure, are not subjected to any friction, the working volume being able to be free any form of lubrication, sealing being obtained by controlled pressure drop, while a motor torque can be directly generated.
  • rotary volumetric machines of the type comprising a stator in which a chamber of suitable shape is fitted, a rotor secured to a shaft being housed in said chamber while movable elements such as pallets provide variations in volumes, these machines can roughly be divided into families distributed as follows:
  • document GB-A-2254888 discloses a rotary piston pump or motor in which a flap can be moved between a raised position and a deployed position in the working cylinder.
  • the flap comes to rest on an element of the rotor to produce the separation in two zones of the volume of the working cylinder.
  • the contacting surfaces must be lubricated, which does not allow this machine to run dry at high temperatures.
  • the machine which is the subject of the present application makes it possible to remedy one or more of the above-mentioned drawbacks.
  • the present invention relates to a rotary volumetric machine comprising a stator in which a cylindrical chamber is fitted, a rotor housed in the cylindrical chamber and integral with a shaft, pallets formed on the rotor, and stops movable by actuation means. Between :
  • the rotor comprises a disc, two concentric shoulders disposed on either side of said disc and two fixed vanes arranged diametrically opposite on either side of said disc each against a face of said disc and joined at the periphery a shoulder so as to obtain a balanced assembly in rotation; - In the deployed position in the volume of the cylindrical chamber, the stops are positioned near, but without contact, the shoulders.
  • the dimensions of the faces of the rotor associated with the faces of the stator, the dimensions of the faces of the stops associated with the faces of the rotor and the stator, the clearances between the faces of the rotor and the faces of the associated stator, the clearances between the faces of the stops and the faces of the associated rotor and stator, the arithmetic roughness of all the associated surfaces, are defined such that they generate turbulence in the said clearances making it possible to obtain a seal by controlled pressure drops so as to have no friction no need for lubrication in these places;
  • the rotor is positioned axially on the one hand between the stator covers integral with the stator and on the other hand between the bearings using spacers whose length is defined in the chain of dimensions, so that the rotor can rotate without coming into contact with said covers;
  • the means for actuating the movable stops are arranged at a distance from the cylindrical chamber;
  • the stops are carried by an axis disposed at a distance from said cylindrical chamber, they are tiltable under the action of the actuating means, so that the bearing pressure is carried by said axis, the outer side preferably being that of high pressures and the lateral side that of low pressures, the articulation of said stopper around said axis can thus be lubricated independently without influence inside said cylindrical chamber;
  • each tilting stop is controlled by a hydraulic or pneumatic jack articulated in the stator in order to be able to follow the curve of the arc of a circle defined by the angular displacement of its point of attachment on said tilting stop, so as to limit the number of friction points;
  • each tilting stop is controlled by at least one electric motor controlling a worm screw actuating a sector integral with each of said tilting stops, to keep only a limited number of friction points;
  • the arithmetic roughness is obtained using microgrooves with rough sides, the said microgrooves being arranged on the one hand perpendicular to the direction of the leaks and on the other hand parallel to each other;
  • the operating clearance is of the order of 0.02 mm and the arithmetic roughness is of the order of 0.2 mm;
  • the invention relates to a pump, characterized in that it comprises at least one machine according to the invention.
  • the invention also relates to a compressor, characterized in that it comprises at least one machine according to the invention.
  • the invention finally relates to a hydraulic, pneumatic or thermal external combustion engine, characterized in that it comprises at least one machine according to the invention.
  • the surface of a machined part is always more or less rough, which in certain cases requires running in between two elements operating in relation to each other, this roughness can be measured mechanically and then be expressed in microns, it is the arithmetic roughness, and hydraulically, in the latter case it is assigned a pressure drop coefficient;
  • the turbulence when the operating clearance amounts to 0.02 mm and the arithmetic roughness to 0.2 mm, the turbulence generates pressure losses which, depending on the upstream pressures, can prove to be sufficient to obtain the required seal.
  • Figure 1 Isometric perspective view on the rotor, the two base stops and the cylindrical chamber represented by broken lines.
  • Figure 2 Axial section of the basic machine in which the scales X and Y are not proportional so as not to have to turn the sheet during a reading.
  • Figure 3 View in axial section of the basic machine, the rotor being positioned at 235 ° in the positive direction and the front stop being in the extended position.
  • Figure 4 - View in axial section of the basic machine, the rotor being positioned at 270 ° in the positive direction and the front stop being in the retracted position.
  • FIG. 5 View in axial section of the basic machine, the rotor being positioned at 325 ° in the positive direction and the front stop being in the extended position, the volume ratio is represented by hatching.
  • Figure 6 View in axial section of the basic machine, the rotor being positioned at 235 ° and 325 ° in the positive direction and the front stop in the extended position to express the useful rotation angle and the dead time angle .
  • Figure 7 View in axial section of a rotor variant.
  • Figure 8 View in axial section of the machine, the rotor being positioned at 250 ° in the positive direction and the hinged stop in the extended position.
  • Figure 9 View in axial section of the machine, the rotor being positioned at 305 ° in the positive direction and the hinged stop in the retracted position.
  • Figure 10 View in axial section of the machine, the rotor being positioned at 350 ° in the positive direction and the hinged stop in the extended position.
  • Figures 11 and 12 Views in axial section of the machine.
  • Each articulated stop is controlled by a hydraulic or pneumatic cylinder.
  • Figures 13 and 14 Views in axial section of the machine.
  • Each articulated stop is controlled by at least one electric motor controlling the articulated stop using a worm screw and a toothed sector.
  • Figure 15 View in microscopic section of two components opposite.
  • Figure 16 Cross-section view of two facing components in which microgrooves have been machined.
  • Figure 17 Diagram of leaks in a pump or compressor.
  • Figure 18 Diagram of leaks in a pneumatic or hydraulic or internal combustion engine.
  • Figure 19 Diagram of a rotor made up of assembled elements, each rotor being thus closed on the three sides not concerned by the location of its stop.
  • Figure 20 Representation of the perpendicular position of the microgrooves in the direction of the leaks.
  • the rotor consists of a disc (1), two concentric shoulders (4 and 8) arranged on either side of said disc and two fixed vanes (3 and 7) arranged diametrically opposite manner on either side of said disc each against a face of said disc and contiguous to the periphery of said shoulders, so as to obtain a balanced rotation assembly, said rotor being machined in one piece or produced using assembled components, the said rotor being housed in a cylindrical chamber (2) arranged in a stator, the stops (5 and 6) are housed in the stator, mobile and actuated by mechanical actuation means or hydraulic or pneumatic or electric or by a combination of the said means arranged at a distance from the said cylindrical chamber, so that the working volume is free from any form of lubrication and can operate dry and at high temperature.
  • said stops being positioned very close to said shoulders during the working phase, so as to generate volume variations between said blades or vanes and said stops and returned to said stator, to allow the passage of said blades or vanes from one side to the other of said stops.
  • the volume generated by revolution of the pallets (3, 7) or torus is not necessarily of square or rectangular section as shown. In particular, a circular section is possible.
  • the organs of this device are adaptable according to the cross section of the torus.
  • the rotor is integral with a shaft (15) and positioned axially on the one hand between the stator covers (12 and 13) integral with the stator (9) and on the other hand between the bearings ( 10 and 16) using spacers (11 and 14) whose length is defined in the chain of dimensions, so that the rotor can rotate without coming into contact with said covers.
  • the bearings are the only points requiring lubrication.
  • the dimensions of the faces of the rotor associated with the faces of the stator, the dimensions of the faces of the stops associated with the faces of the rotor and of the stator, the clearances between the faces of the rotor and the associated faces of the stator, the clearances between the faces stops and the faces of the associated rotor and stator, the arithmetic roughness of all the associated surfaces, are defined such that they generate turbulence in the so-called clearances making it possible to obtain a tightness by controlled pressure drops so that n have no friction or need lubrication at these places there, for example, when the operating clearance is 0.02 mm (39) and the arithmetic roughness at 0.2 mm (40 and 41), the turbulence generates pressure losses which, depending on the upstream pressures, may prove to be sufficient to obtain the required seal; -
  • the edges which define the periphery of said different faces are left alive or are only slightly softened, as is customary in the workshops so as not to be injured, to disturb the passage
  • the rotor is positioned at 235 ° in the positive direction and the front stop is in the extended position.
  • the thickness (17) of . the stop (5, 6) is one of the characteristics that define the seal.
  • the conduits (18 and 19) serve as inlet or outlet depending on the direction of rotation.
  • the volume ratio is represented by hatching: the volume (20) is much larger than volume (21), which is due to the fact that there is only one pallet per shoulder.
  • Figure 7 which is an axial sectional view of a variant of the rotor, the crown of the shoulder is of reduced outer diameter while the sides of the pallet are directed towards the axis of the rotor.
  • the rotor is positioned at 250 ° in the positive direction and the articulated stop (25) is in the extended position.
  • These stops (25) are carried by an axis (26) disposed at a distance from said cylindrical chamber (2) so that they can be controlled by mechanical or hydraulic or pneumatic or electrical means or by a combination of said means arranged at a distance from said cylindrical chamber, so that the working volume is free from any form of lubrication and can operate dry and at high temperature, the articulation of said stopper around said axis can thus be lubricated independently without influence on the interior of said cylindrical chamber.
  • the pipe (24) is rather intended for convey high pressures, while the pipe (27) is rather intended to convey low pressures.
  • the angle (28) of an arc defining the width of the sealing area between a shoulder and a tilting stop is comparable to that bearing the reference (17). Said axis can also participate in the positioning of the covers relative to the stator.
  • each articulated stop (25) is controlled by a hydraulic or pneumatic jack (34) articulated in the stator (9) in order to be able to follow the curve of the arc of a circle defined by the angular displacement of its fixing point (33) on said tilting stop (25), so as to limit the number of friction points.
  • the jack (34) and the stop (25) are returned to allow the passage of the pallet (3, 7).
  • the number of points to be lubricated is three, so, counting the two so-called bearings, it is five, all located at a distance from the working volume.
  • each tilting stop is controlled by at least one electric motor (35, 38) controlling a worm (36) actuating a sector (37) integral with each of said tilting stops (25).
  • the stop (25) is exit. The forces are balanced when two electric motors are used.
  • the number of points to be lubricated is two. Including the two so-called bearings, it rises to four, all located at a distance from the working volume.
  • Figure 14 which is an axial sectional view of the machine, the tilting stop (25) is retracted.
  • the operating clearances (39) are defined such that the characteristics of shapes and dimensions can be measured in a conventional manner while the roughness of the facing surfaces (40 and 41) are defined such that the turbulence generated causes the required seal, the hydraulic diameters also being measured here in the conventional manner.
  • this machine can in addition be characterized: - in that the arithmetic roughness is obtained using microgrooves with rough sides (FIG. 16), said microgrooves being arranged with on the one hand perpendicular to the direction of the leaks and on the other hand parallel to each other,
  • This machine lends itself to the realization of groups formed by two or more dice known as common tree machines, possibly of different dimensions.
  • one of the covers (12 or 13) can be replaced by a partition separating the different working volumes, the number of partitions being defined by the number of working volumes.
  • a group is formed by two or more of said machines with different displacements to operate as a stage compressor
  • a group is formed by two machines with different displacements, one to operate as a compressor and the other as a pressure reducer in an assembly forming an external combustion engine. In this case, provide a separate combustion chamber and at least one heat exchanger, not counting the essential accessories.
  • the two pallets of a machine of the invention can have different dimensions in order to generate two tori of different volumes.
  • FIG. 17 illustrates the leaks observed at the level of the vane (3, 7) in the case of an application to a pump or a compressor: the suction pressure (42) is lower than atmospheric pressure, there is therefore depression.
  • the pressure (46) is higher than atmospheric pressure either because it is necessary to overcome friction, or because it is desired to obtain a pressure on this side of the pallet.
  • the tolerated leaks will compensate for the depression (42).
  • FIG. 18 illustrates the leaks observed at the level of the pallet (3, 7) in the case of an application to a hydraulic or pneumatic motor: the pressure (51) is greater than atmospheric pressure because it is desired to generate a engine couple.
  • the pressure (47) is higher than atmospheric pressure because it is necessary to overcome the friction due to the backflow. Leaks will be fully or partially balanced on both sides of the pallets.
  • the parts of the rotor and / or the stator (9) in relative movement can be made (or covered) with a self-lubricating material to withstand accidental friction (for example in the presence of impurities or according to the nature of the fluid present in the volume of the cylindrical chamber (2)).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)
  • Rotary Pumps (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Hydraulic Motors (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Description

"Machine volumétrique rotative"
La présente invention décrit une machine volumétrique rotative qui ne possède pas de segmentation, dont les composants participant à la création de la variation des volumes, soit avec ou sans variation de pression, ne sont soumis à aucun frottement, le volume de travail pouvant être exempt de toute forme de lubrification, l'étanchéité étant obtenue par perte de charge contrôlée, alors qu'un couple moteur peut être directement généré.
- Il existe, du moins sur le papier, des machines volumétriques rotatives du genre comportant un stator dans lequel une chambre de forme appropriée est aménagée, un rotor solidaire d'un arbre étant logé dans la dite chambre alors que des éléments mobiles genre palettes assurent les variations de volumes, ces machines peuvent grosso modo être réparties en familles réparties ainsi :
- une famille de machines dans lesquelles les palettes se déplacent radialement dans le rotor, elle est représentée, entre autres textes, par les textes de brevets FR-A-2806751 , FR-A-2792364, WO-A-0109485, WO-A- 0057027, WO-A-0052306, WO-A-0023692, EP-A-1043504, EP-A-1001172, EP- A-1118773, FR-A-2807792, EP-A-1043503, EP-A-1035327, EP-A-1008753, WO-A-9911907, WO-A-0055478, GB-A-744247, EP-A-1055823, WO-A- 0075517 et DE-A-19815093; de manière générale, les machines de cette famille ont en commun : - qu'elles comptent plus d'une palette par rotor, ce qui limite le rapport entre le plus grand et le plus petit volume compris entre les palettes,
- que les éléments mobiles sont soumis à la force centrifuge générée par la rotation du rotor et sont appliquées avec plus ou moins de force contre la paroi intérieure du stator, ce qui engendre des frottements et des pressions de contact plus ou moins importantes,
- que les dits frottements doivent être lubrifiés, ce qui ne permet pas à ce genre de machines de fonctionner à sec, ni à hautes températures; - une famille de machines dans lesquelles les palettes sont articulées dans le rotor, elle est représentée, entre autres textes/par les textes de brevets WO-A-9961752, WO-A-9857039, WO-A-0111196, WO-A-0120132 et US-A- 4451215; de manière générale, les machines de cette famille ont en commun : - qu'elles comptent plus d'une palette par rotor, ce qui limite le rapport entre le plus grand et le plus petit volume compris entre les palettes,
- que les éléments mobiles sont soumis à la force centrifuge générée par la rotation du rotor, même si des dispositifs mécaniques faisant soit corps avec le rotor, soit corps avec le stator limitent la pression de frottement, les jeux dus aux tolérances d'usinage ou à l'usure engendrent tôt ou tard des frottements et des pressions de contact plus ou moins importantes,
- que les dits frottements doivent être lubrifiés, ce qui ne permet pas à ce genre de machines de fonctionner à sec, ni à hautes températures;
- une famille de machines dans lesquelles les palettes sont articulées dans le rotor et dans le stator, elle est représentée, entre autres textes, par les textes de brevets US-A-1253460, US-A-1886206 et WO-A-0075517; de manière générale, les machines de cette famille ont en commun :
- qu'elles comptent plus d'une palette par rotor, ce qui limite le rapport entre le plus grand et le plus petit volume compris entre les palettes, - que les articulations sont logées dans le volume de travail, qu'elles doivent être lubrifiées et que de ce fait ces machines ne peuvent pas fonctionner à sec, ni à hautes températures;
- une famille de machines dans lesquelles les palettes sont articulées dans le stator, elle est représentée, entre autres textes, par les textes de brevets US-A-4772185 et EP-A-0120993; de manière générale, les machines de cette famille ont en commun :
- qu'elles comptent plus d'une palette par rotor, ce qui limite le rapport entre le plus grand et le plus petit volume compris entre les palettes, - que les articulations sont logées dans le volume de travail, qu'elles doivent être lubrifiées et que de ce fait ces machines ne peuvent pas fonctionner à sec, ni à hautes températures;
- que les palettes sont maintenues appliquées contre le rotor à l'aide de ressorts, ce qui ne permet pas d'employer ces machines à hautes températures;
- une famille de machines dans lesquelles les palettes sont articulées dans le rotor, alors que des éléments genre butées font corps avec le stator, elle est représentée, entre autres textes, par le texte de brevet WO-A-0146561 ; de manière générale, les machines de cette famille ont en commun :
- qu'elles comptent plus d'une palette par rotor, ce qui limite le rapport entre le plus grand et le plus petit volume compris entre les palettes ;
- que les éléments mobiles sont soumis à la force centrifuge générée par la rotation du rotor et sont appliquées avec plus ou moins de force contre la paroi intérieure du stator, ce qui engendre des frottements et des pressions de contact plus ou moins importantes ;
- que les articulations sont logées dans le volume de travail et que par le fait que ces dites articulations doivent être lubrifiées, ces machines ne peuvent pas fonctionner à sec, ni à hautes températures; - que les palettes, selon la vitesse de rotation, entrent en contact plus ou moins violent avec les dites butées, ce qui peut provoquer non seulement des nuisances sonores, mais surtout la dégradation rapide des parties devant assurer l'étanchéité;
- une famille de machines dans lesquelles des éléments genre palettes font corps avec le rotor alors que des éléments genre butées sont articulés dans le stator, elle est représentée, entre autres textes, par le texte de brevet WO-A-0073627; de manière générale, les machines de cette famille ont en commun :
- qu'elles comptent plus d'une palette par rotor, ce qui limite le rapport entre le plus grand et le plus petit volume compris entre les palettes ;
- que les butées sont maintenues appliquées contre le rotor à l'aide de ressorts, ce qui ne permet pas d'employer ces machines à hautes températures; - que les articulations sont logées dans le volume de travail et que par le fait que ces dites articulations doivent être lubrifiées, ces machines ne peuvent pas fonctionner à sec, ni à hautes températures;
- que les palettes, selon la vitesse de rotation, entrent en contact plus ou moins violent avec les dites butées, ce qui peut provoquer non seulement des nuisances sonores, mais surtout la dégradation rapide des parties devant assurer l'étanchéité.
On connaît enfin du document GB-A-2254888 une pompe ou moteur à piston rotatif dans lequel un volet peut être déplacé entre une position relevée et une position déployée dans le cylindre de travail. Le volet vient en appui sur un élément du rotor pour produire la séparation en deux zones du volume du cylindre du travail. Comme le volet frotte, les faces en contact doivent être lubrifiées, ce qui ne permet pas à cette machine de fonctionner à sec à hautes températures. De manière générale, la machine objet de la présente demande, permet de remédier à un ou plusieurs des inconvénients susmentionnés.
La présente invention concerne une machine volumétrique rotative comportant un stator dans lequel une chambre cylindrique est aménagée, un rotor logé dans la chambre cylindrique et solidaire d'un arbre, des palettes formées sur le rotor, et des butées mobiles par des moyens d'actionnement entre :
- une position déployée dans le volume de la chambre cylindrique lors de la phase de travail de manière à générer des variations de volumes entre les palettes et les butées ; - une position rentrée dans le stator pour permettre le passage des palettes d'un côté à l'autre des butées ; caractérisée par le fait que :
- le rotor comporte un disque, deux épaulements concentriques disposés de part et d'autre du dit disque et deux palettes fixes disposées de manière diamétralement opposée de part et d'autre du dit disque chacune contre une face du dit disque et jointes à la périphérie d'un épaulement de façon à obtenir un ensemble équilibré en rotation ; - en position déployée dans le volume de la chambre cylindrique, les butées sont positionnées à proximité, mais sans contact, des épaulements.
Suivant des variantes préférées :
- les dimensions des faces du rotor associées aux faces du stator, les dimensions des faces des butées associées aux faces du rotor et du stator, les jeux entre les faces du rotor et les faces du stator associées, les jeux entre les faces des butées et les faces du rotor et du stator associées, la rugosité arithmétique de toutes les surfaces associées, sont définis tels qu'ils génèrent des turbulences dans les dits jeux permettant d'obtenir une étanchéité par pertes de charges contrôlées de manière à n'avoir ni frottement ni besoin de lubrification à ces endroits là ;
- les arêtes qui définissent le pourtour des dites différentes faces sont laissées vives ou ne sont que légèrement adoucies pour perturber le passage des fluides dans les dits jeux ; - le rotor est positionné axialement d'une part entre les couvercles de stator solidaires du stator et d'autre part entre les roulements à l'aide d'entretoises dont la longueur est définie dans la chaîne des cotes, pour que le rotor puisse tourner sans entrer en contact avec les dits couvercles ;
- les moyens d'actionnement des butées mobiles sont disposés à distance de la chambre cylindrique ;
- les butées sont portées par un axe disposé à distance de la dite chambre cylindrique, elles sont basculantes sous l'action des moyens d'actionnement, de manière à ce que la pression d'appui soit portée par le dit axe, le côté extérieur étant de préférence celui des hautes pressions et le côté latéral celui des basses pressions, l'articulation de la dite butée autour du dit axe pouvant ainsi être lubrifiée indépendamment sans influence à l'intérieur de la dite chambre cylindrique ;
- chaque butée basculante est commandée par un vérin hydraulique ou pneumatique articulé dans le stator pour pouvoir suivre la courbe de l'arc de cercle défini par le déplacement angulaire de son point de fixation sur la dite butée basculante, de façon à limiter le nombre de points de frottements ;
- chaque butée basculante est commandée par au moins un moteur électrique commandant une vis sans fin actionnant un secteur solidaire de chacune des dites butées basculantes, pour ne garder qu'un nombre restreint de points de frottement ;
- la rugosité arithmétique est obtenue à l'aide de microsillons aux flancs rugueux, les dits microsillons étant disposés d'une part perpendiculairement au sens des fuites et d'autre part parallèlement entre eux ;
- le jeu de fonctionnement est de l'ordre de 0,02 mm et la rugosité arithmétique est de l'ordre de 0,2 mm ;
- les deux palettes ont des dimensions différentes pour générer deux tores de volumes différents. L'invention concerne une pompe, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins une machine selon l'invention.
L'invention concerne aussi un compresseur, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une machine selon l'invention.
L'invention concerne enfin un moteur hydraulique, pneumatique ou thermique à combustion externe, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une machine selon l'invention.
Par combinaison des jeux de fonctionnement et de rugosité arithmétique, on entend :
- les jeux de fonctionnement entre des pièces en mouvement les unes par rapport aux autres sont définis par des tolérances d'usinage généralement normalisées, ces jeux existent et ils sont nécessaires;
- la surface d'une pièce usinée est toujours plus ou moins rugueuse, ce qui dans certains cas nécessite le rodage entre deux éléments fonctionnant l'un par rapport à l'autre, cette rugosité peut être mesurée mécaniquement pour être ensuite exprimée en microns, c'est la rugosité arithmétique, et hydrauliquement, dans ce dernier cas on lui attribue un coefficient de perte de charge;
- en référence à l'article A 1870 intitulé « Mécanique des fluides », de la main de Monsieur Jean GOSSE, Docteur es sciences et Professeur Honoraire au Conservatoire des Arts et Métiers, publié en avril 1996 dans les Techniques de l'Ingénieur, paragraphe 7.54, intitulé « Influence de la rugosité de la surface », il y a un rapport entre la hauteur des aspérités et l'épaisseur de la sous-couche visqueuse du fluide, ce qui a été vérifié expérimentalement, le frottement est accru par la rugosité, si bien qu'à partir d'une certaine rugosité la sous-couche visqueuse n'existe plus. A la section 9, il traite des pertes de charges.
Il est donc possible de créer des turbulences dans un passage étroit, ces dites turbulences formant de fait l'étanchéité recherchée, le passage étroit découlant du jeu de fonctionnement et les turbulences découlant de la rugosité qui engendre les pertes de charges.
Ainsi, à titre d'exemple, lorsque le jeu de fonctionnement s'élève à 0,02 mm et la rugosité arithmétique à 0,2 mm, les turbulences génèrent des pertes de charges qui, en fonction des pressions en amont, peuvent s'avérer être suffisantes pour obtenir l'étanchéité requise.
Les dessins ci-joints sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention. Ils représentent seulement un mode de réalisation de l'invention et permettront de la comprendre aisément.
Figure 1 - Vue en perspective isométrique sur le rotor, les deux butées de base et la chambre cylindrique représentée par des traits interrompus.
Figure 2 - Coupe axiale de la machine de base dans laquelle les échelles X et Y ne sont pas proportionnelles pour ne pas devoir tourner la feuille lors d'une lecture.
Figure 3 - Vue en coupe axiale de la machine de base, le rotor étant positionné à 235° selon le sens positif et la butée avant étant en position sortie.
Figure 4 - Vue en coupe axiale de la machine de base, le rotor étant positionné à 270° selon le sens positif et la butée avant étant en position rentrée.
Figure 5 - Vue en coupe axiale de la machine de base, le rotor étant positionné à 325° selon le sens positif et la butée avant étant en position sortie, le rapport des volumes est représenté par des hachures.
Figure 6 - Vue en coupe axiale de la machine de base, le rotor étant positionné à 235° et à 325° selon le sens positif et la butée avant en position sortie pour exprimer l'angle de rotation utile et l'angle de temps mort.
Figure 7 - Vue en coupe axiale d'une variante de rotor. Figure 8 - Vue en coupe axiale de la machine, le rotor étant positionné à 250° selon le sens positif et la butée articulée en position sortie.
Figure 9 - Vue en coupe axiale de la machine, le rotor étant positionné à 305° selon le sens positif et la butée articulée en position rentrée. Figure 10 - Vue en coupe axiale de la machine, le rotor étant positionné à 350° selon le sens positif et la butée articulée en position sortie. Figures 11 et 12 - Vues en coupes axiales de la machine. Chaque butée articulée est commandée par un vérin hydraulique ou pneumatique. Figures 13 et 14 - Vues en coupes axiales de la machine. Chaque butée articulée est commandée par au moins un moteur électrique commandant la butée articulée à l'aide d'une vis sans fin et d'un secteur denté. Figure 15 - Vue en coupe microscopique de deux composants en vis a vis. Figure 16 - Vue en coupe de deux composants en vis a vis dans lesquels des microsillons ont été usinés.
Figure 17 - Schématisation des fuites dans une pompe ou un compresseur. Figure 18 - Schématisation des fuites dans un moteur pneumatique ou hydraulique ou thermique à combustion interne. Figure 19 - Schématisation d'un rotor constitué d'éléments assemblés, chaque rotor étant ainsi fermé des trois côtés non concernés par la localisation de sa butée.
Figure 20 - Représentation de la position perpendiculaire des microsillons au sens des fuites.
Les figures sont explicitées de manière plus détaillée dans les paragraphes suivants.
En référence à la figure 1 , le rotor est composé d'un disque (1), de deux épaulements concentriques (4 et 8) disposés de part et d'autre du dit disque et de deux palettes fixes (3 et 7) disposées de manière diamétralement opposée de part et d'autre du dit disque chacune contre une face du dit disque et jointive à la périphérie des dits épaulements, de façon à obtenir un ensemble équilibré en rotation, le dit rotor étant usiné d'une seule pièce ou réalisé à l'aide de composants assemblés, le dit rotor, étant logé dans une chambre cylindrique (2) aménagée dans un stator, les butées (5 et 6) sont logées dans le stator, mobiles et actionnées par des moyens d'actionnement mécaniques ou hydrauliques ou pneumatiques ou électriques ou par une combinaison des dits moyens disposés à distance de la dite chambre cylindrique, de manière à ce que le volume de travail soit exempt de toute forme de lubrification et puisse fonctionner à sec et à haute température, de manière à permettre la rotation en continu du dit rotor, les dites butées étant positionnées très proche des dits épaulements lors de la phase de travail, de manière à générer des variations de volumes entre les dites aubes ou palettes et les dites butées et rentrées dans le dit stator, pour permettre le passage des dites aubes ou palettes d'un côté à l'autre des dites butées.
Le volume engendré par révolution des palettes (3, 7) ou tore n'est pas obligatoirement de section carrée ou rectangulaire comme représenté. En particulier une section circulaire est envisageable. Les organes du présent dispositif sont adaptables en fonction de la section du tore. En référence à la figure 2, le rotor est solidaire d'un arbre (15) et positionné axialement d'une part entre les couvercles de stator (12 et 13) solidaires du stator (9) et d'autre part entre les roulements (10 et 16) à l'aide d'entretoises (11 et 14) dont la longueur est définie dans la chaîne des cotes, pour que le rotor puisse tourner sans entrer en contact avec les dits couvercles. Les roulements sont les seuls points nécessitant une lubrification.
De manière générale, l'étanchéité est obtenue de façon optimale parce que :
- en combinaison, les dimensions des faces du rotor associées aux faces du stator, les dimensions des faces des butées associées aux faces du rotor et du stator, les jeux entre les faces du rotor et les faces du stator associées, les jeux entre les faces des butées et les faces du rotor et du stator associées, la rugosité arithmétique de toutes les surfaces associées, sont définis tels qu'ils génèrent des turbulences dans les dits jeux permettant d'obtenir une étanchéité par pertes de charges contrôlées de manière à n'avoir ni frottement ni besoin de lubrification à ces endroits là, à titre d'exemple, lorsque le jeu de fonctionnement s'élève à 0,02 mm (39) et la rugosité arithmétique à 0,2 mm (40 et 41), les turbulences génèrent des pertes de charges qui, en fonction des pressions en amont, peuvent s'avérer être suffisantes pour obtenir l'étanchéité requise ; - les arêtes qui définissent le pourtour des dites différentes faces sont laissées vives ou ne sont que légèrement adoucies, comme il est coutume de le faire dans les ateliers afin ne pas se blesser, pour perturber le passage des fluides dans les dits jeux. En référence à la figure 3, qui est une vue en coupe axiale de la machine de base, le rotor est positionné à 235° selon le sens positif et la butée avant est en position sortie. L'épaisseur (17) de. la butée (5, 6) fait partie des caractéristiques qui définissent l'étanchéité. Les conduits (18 et 19) servent d'admission ou de refoulement selon le sens.de rotation.
En référence à la figure 4, qui est une vue en coupe axiale de la machine de base, le rotor est positionné à 270° selon le sens positif et la butée (6) est en position rentrée dans le stator pour permettre la rotation en continu du rotor.
En référence à la figure 5, qui est une vue en coupe axiale de la machine de base, le rotor est positionné à 325° selon le sens positif et la butée est en position sortie, le rapport des volumes est représente par des hachures : le volume (20) est bien plus grand que le volume (21), ce qui est dû au fait qu'il n'y a qu'une palette par épaulement.
En référence à la figure 6, qui est une vue en coupe axiale de la machine de base, le rotor est positionné à 235° et à 325° selon le sens positif et la butée avant en position sortie pour exprimer l'angle de rotation utile (22) et l'angle de temps mort (23). Car en définitive, le sus nommé grand volume (20) est le solde du volume généré par un arc de cercle de 360° = 2π, amputé d'un volume égal à la somme du petit volume (21) et du volume de la palette. En référence à la figure 7, qui est une vue en coupe axiale d'une variante de rotor, la couronne de l'épaulement est de diamètre extérieur diminué alors que les flancs de la palette sont dirigés vers l'axe du rotor.
En référence à la figure 8, qui est une vue en coupe axiale de la machine, le rotor est positionné à 250° selon le sens positif et la butée articulée (25) est en position sortie. Ces butées (25) sont portées par un axe (26) disposé à distance de la dite chambre cylindrique (2) afin de pouvoir être commandées par des moyens mécaniques ou hydrauliques ou pneumatiques ou électriques ou par une combinaison des dits moyens disposés à distance de la dite chambre cylindrique, de manière à ce que le volume de travail soit exempt de toute forme de lubrification et puisse fonctionner à sec et à haute température, l'articulation de la dite butée autour du dit axe peut ainsi être lubrifiées indépendamment sans influence à l'intérieur de la dite chambre cylindrique. De par cette configuration, la canalisation (24) est plutôt destinée à véhiculer les hautes pressions, alors que la canalisation (27) est plutôt destinée à véhiculer les basses pressions. L'angle (28) d'arc de cercle définissant la largeur de l'aire d'étanchéité entre un épaulement et une butée basculante est comparable à celle portant la référence (17). Le dit axe peut aussi participer au positionnement des couvercles par rapport au stator.
En référence à la figure 9, qui est une vue en coupe axiale de la machine, le rotor est positionné à 305° selon le sens positif et la butée articulée (25) est en position rentrée.
En référence à la figure 10, qui est une vue en coupe axiale de la machine, le rotor est positionné à 350° selon le sens positif et la butée (25) articulée en position sortie. Lorsque le rotor tourne dans le sens positif et que cette machine fonctionne comme moteur, il se produit un couple représenté par la flèche (29) alors que la pression d'appui provoque une réaction représentée par la flèche (31) d'égale longueur. L'effort est toujours dirigé vers le centre de l'axe (26). Comme la face (30) de la butée (25) peut supporter une plus grande charge que la face (32), il va de soi que c'est de ce côté que doit se trouver la dite canalisation destinée a véhiculer les hautes pressions.
En référence à la figure 11 , qui est une vue en coupe axiale de la machine, chaque butée (25) articulée est commandée par un vérin (34) hydraulique ou pneumatique articulé dans le stator (9) pour pouvoir suivre la courbe de l'arc de cercle défini par le déplacement angulaire de son point de fixation (33) sur la dite butée basculante (25), de façon à limiter le nombre de points de frottements. Ici, le vérin (34) et la butée (25) sont rentrés pour permettre le passage de la palette (3, 7). Le nombre de points à lubrifier s'élève à trois, donc, en comptant les deux dits roulements, il s'élève à cinq, tous situés à distance du volume de travail.
En référence à la figure 12, qui est une vue en coupe axiale de la machine, le vérin (34) et la butée (25) sont sortis pour permettre la variation des volumes. En référence à la figure 13, qui est une vue en coupe axiale de la machine, chaque butée basculante est commandée par au moins un moteur électrique (35, 38) commandant une vis sans fin (36) actionnant un secteur (37) solidaire de chacune des dites butées basculantes (25). Ici, la butée (25) est sortie. Les efforts sont équilibrés lorsque deux moteurs électriques sont utilisés.
Hormis les points à lubrifier à l'intérieur des moteurs électriques, le nombre de points à lubrifier s'élève à deux. En comptant les deux dits roulements, il s'élève à quatre, tous situés à distance du volume de travail. En référence à la figure 14, qui est une vue en coupe axiale de la machine, la butée basculante (25) est rentrée.
En référence à la figure 15, les jeux de fonctionnement (39) sont définis tels que les caractéristiques de formes et de dimensions puissent être mesurées de manière classique alors que les rugosités des surfaces en vis à vis (40 et 41) sont définis tels que les turbulences générées provoquent l'étanchéité requise, les diamètres hydrauliques étant ici aussi mesurés de manière classique.
De manière générale, ceci est valable pour toutes les figures, cette machine peut en plus être caractérisée : - en ce que la rugosité arithmétique est obtenue à l'aide de microsillons aux flancs rugueux (figure 16), les dits microsillons étant disposés d'une part perpendiculairement au sens des fuites et d'autre part parallèlement entre eux,
- en ce qu'elle est appliquée à la réalisation de pompes ou de compresseurs, - en ce qu'elle est appliquée à la réalisation de moteurs hydrauliques ou pneumatiques ou thermiques à combustion externe.
Cette machine se prête à la réalisation de groupes formés de deux ou de plusieurs dés dites machines d'arbre commun, éventuellement de dimensions différentes. Dans une telle configuration, un des couvercles (12 ou 13) peut être remplacé par une cloison séparant les différents volumes de travail, le nombre de cloisons étant défini par le nombre de volumes de travail. A titre d'exemples :
- un groupe est formé de deux ou de plusieurs des dites machines de cylindrées différentes pour fonctionner en tant que compresseur étage;
- un groupe est formé de deux machines de cylindrées différentes, l'une pour fonctionner comme compresseur et l'autre comme détendeur dans un ensemble formant moteur thermique à combustion externe. Dans ce cas, il faut prévoir une chambre de combustion séparée et au moins un échangeur de chaleur, sans compter les accessoires indispensables.
Suivant une variante de l'invention, les deux palettes d'une machine de l'invention peuvent avoir des dimensions différentes afin de générer deux tores de volumes différents.
Exemple : une machine est formée de deux tores de volumes différents, le petit pour fonctionner comme compresseur et le grand pour fonctionner comme détendeur. Cette méthode permet entre autre la réalisation de moteurs thermiques de toute petite cylindrée. II est alors préférable de faire en sorte que les dimensions de la configuration « épaulement-palettes » permettent d'obtenir un ensemble équilibré en rotation.
La figure 17 illustre les fuites constatées au niveau de la palette (3, 7) dans le cas d'une application à une pompe ou un compresseur : la pression d'aspiration (42) est inférieure à la pression atmosphérique, il y a donc une dépression. La pression (46) est supérieure à la pression atmosphérique soit parce qu'il faut vaincre les frottements, soit parce que l'on désire obtenir une pression de ce côté de la palette. Les fuites tolérées compenseront la dépression (42). La figure 18 illustre les fuites constatées au niveau de la palette (3, 7) dans le cas d'une application à un moteur hydraulique ou pneumatique : la pression (51) est supérieure à la pression atmosphérique parce que l'on désire générer un couple moteur. La pression (47) est supérieure à la pression atmosphérique parce qu'il faut vaincre les frottements dus au refoulement. Les fuites seront entièrement ou partiellement équilibrées des deux côtés des palettes.
Enfin, les parties du rotor et/ou du stator (9) en mouvement relatif peuvent être constituées (ou recouvertes) d'une matière autolubrifiante pour supporter un frottement accidentel (par exemple en cas de présence d'impuretés ou selon la nature du fluide présent dans le volume de la chambre cylindrique (2)). REFERENCES
1 - Disque de rotor. - Cylindre de travail. et 7 - Palettes. et 8 - Epaulement.
5 et 6 - Butées.
9 - Stator.
10 et 16 - Roulements. 11 et 14 - Entretoises.
12 et 13 - Couvercles de stator. 15 - Arbre.
17 - Largeur de l'aire d'étanchéité entre un épaulement et une butée.
18 et 19 - Canalisations d'admission et de refoulement définis par le sens de rotation.
20 - Plus grand volume d'aspiration ou de refoulement.
21 - Plus petit volume d'aspiration ou de refoulement.
22 - Angle de rotation utile.
23 - Angle de rotation de temps mort. 24 - Canalisation hautes pressions.
25 - Butée basculante.
26 - Axe de rotation de la butée (25).
27 - Canalisation basses pressions.
28 - Angle d'arc de cercle définissant la largeur de l'aire d'étanchéité entre un épaulement et une butée.
29 - Sens du couple moteur éventuel.
30 - Côté extérieur de la butée basculante.
31 - Sens de l'appui de la réaction au couple moteur éventuel.
32 - Côté latéral de la butée basculante. 33 - Axe d'articulation.
34 - Vérin hydraulique ou pneumatique.
35 et 38 - Moteurs électriques.
36 - Vis sans fin. 37 - Secteur de roue pour vis sans fin.
39 - Jeu de fonctionnement.
40 et 41 - Rugosité arithmétique. 42. Dépression due à l'aspiration. 43. Sens des fuites compensatoires.
44. Sens de rotation négatif.
45. Sens des fuites au refoulement ou à la compression.
46. Pression de refoulement ou de compression.
47. Pression de refoulement. 48. Sens des fuites d'équilibrage.
49. Sens de rotation positif.
50. Sens des fuites à la détente.
51. Pression motrice.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine volumétrique rotative comportant un stator (9) dans lequel une chambre cylindrique (2) est aménagée, un rotor logé dans la chambre cylindrique (2) et solidaire d'un arbre (15), des palettes (3, 7) formées sur le rotor, et des butées (5, 6, 25) mobiles par des moyens d'actionnement entre :
- une position déployée dans le volume de la chambre cylindrique (2) lors de la phase de travail de manière à générer des variations de volumes entre les palettes (3, 7) et les butées (5, 6) ; - une position rentrée dans le stator (9) pour permettre le passage des palettes (3, 7) d'un côté à l'autre des butées (5, 6, 25), caractérisée par le fait que :
- le rotor comporte un disque (1), deux épaulements concentriques (4, 8) disposés de part et d'autre du dit disque (1) et deux palettes fixes (3, 7) disposées de manière diamétralement opposée de part et d'autre du dit disque (1) chacune contre une face du dit disque (1) et jointes à la périphérie d'un épaulement (4, 8) de façon à obtenir un ensemble équilibré en rotation ;
- en position déployée dans le volume de la chambre cylindrique (2), les butées (5, 6, 25) sont positionnées à proximité, mais sans contact, des épaulements (4, 8).
2. Machine, selon la revendication 1 , caractérisée par le fait que les dimensions des faces du rotor associées aux faces du stator (9), les dimensions des faces des butées (5, 6, 25) associées aux faces du rotor et du stator (9), les jeux entre les faces du rotor et les faces du stator (9) associées, les jeux entre les faces des butées (5, 6, 25) et les faces du rotor et du stator (9) associées, la rugosité arithmétique de toutes les surfaces associées, sont définis tels qu'ils génèrent des turbulences dans les dits jeux permettant d'obtenir une étanchéité par pertes de charges contrôlées de manière à n'avoir ni frottement ni besoin de lubrification à ces endroits là.
3. Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les arêtes qui définissent le pourtour des dites différentes faces sont laissées vives ou ne sont que légèrement adoucies pour perturber le passage des fluides dans les dits jeux.
4. Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le rotor est positionné axialement d'une part entre les couvercles de stator (12 et 13) solidaires du stator (9) et d'autre part entre les roulements (10 et 16) à l'aide d'entretoises (11 et 14) dont la longueur est définie dans la chaîne des cotes, pour que le rotor puisse tourner sans entrer en contact avec les dits couvercles.
5. Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les moyens d'actionnement des butées mobiles (5, 6, 25) sont disposés à distance de la chambre cylindrique (2).
6. Machine, selon la revendication 5, caractérisée par le fait que les butées (25) sont portées par un axe (26) disposé à distance de la dite chambre cylindrique (2), elles sont basculantes sous l'action des moyens d'actionnement, de manière à ce que la pression d'appui (31) soit portée par le dit axe (26), le côté extérieur (30) étant de préférence celui des hautes pressions et le côté latéral (32) celui des basses pressions, l'articulation de la dite butée (25) autour du dit axe (26) pouvant ainsi être lubrifiée indépendamment sans influence à l'intérieur de la dite chambre cylindrique (2).
7. Machine, selon la revendication 6, caractérisée par le fait que chaque butée (25) basculante est commandée par un vérin hydraulique ou pneumatique (34) articulé dans le stator (9) pour pouvoir suivre la courbe de l'arc de cercle défini par le déplacement angulaire de son point de fixation (33) sur la dite butée basculante (25), de façon à limiter le nombre de points de frottements.
8. Machine, selon la revendication 6, caractérisée par le fait que chaque butée basculante (25) est commandée par au moins un moteur électrique (35, 38) commandant une vis sans fin (36) actionnant un secteur (37) solidaire de chacune des dites butées basculantes (25), pour ne garder qu'un nombre restreint de points de frottement.
9. Machine, selon la revendication 2 seule ou en combinaison avec l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée par le fait que la rugosité arithmétique est obtenue à l'aide de microsillons aux flancs rugueux, les dits microsillons étant disposés d'une part perpendiculairement au sens des fuites et d'autre part parallèlement entre eux.
10. Machine, selon la revendication 2 seule ou en combinaison avec l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisée par le fait que le jeu de fonctionnement est de l'ordre de 0,02 mm et la rugosité arithmétique est de l'ordre de 0,2 mm.
11. Machine, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée par le fait que les deux palettes (3, 7) ont des dimensions différentes pour générer deux tores de volumes différents.
12. Pompe, caractérisée par le fait qu' elle comporte au moins une machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
13. Compresseur, caractérisé par le fait qu' il comporte au moins une machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
14. Moteur hydraulique, pneumatique ou thermique à combustion externe, caractérisé par le fait qu' il comporte au moins une machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.
EP02791906A 2001-11-30 2002-11-27 Machine volumetrique rotative Expired - Lifetime EP1448873B1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0115468 2001-11-30
FR0115468A FR2833048B1 (fr) 2001-11-30 2001-11-30 Machine volumetrique rotative fonctionnant sans frottement dans le volume de travail et supportant des pressions et des temperatures elevees
PCT/FR2002/004053 WO2003046338A1 (fr) 2001-11-30 2002-11-27 Machine volumetrique rotative

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1448873A1 true EP1448873A1 (fr) 2004-08-25
EP1448873B1 EP1448873B1 (fr) 2008-10-01

Family

ID=8869941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP02791906A Expired - Lifetime EP1448873B1 (fr) 2001-11-30 2002-11-27 Machine volumetrique rotative

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7488166B2 (fr)
EP (1) EP1448873B1 (fr)
CN (1) CN100458103C (fr)
AT (1) ATE409799T1 (fr)
AU (1) AU2002358210A1 (fr)
CA (1) CA2464335C (fr)
DE (1) DE60229161D1 (fr)
FR (1) FR2833048B1 (fr)
WO (1) WO2003046338A1 (fr)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2864462B1 (fr) 2003-12-24 2007-01-26 Abb Process Ind Dispositif de distribution de fluide
CN100460641C (zh) * 2005-06-02 2009-02-11 重庆大学 闭燃转叶发动机的背压叶片机构
CN101418773B (zh) * 2008-12-11 2010-12-08 宁波华液机器制造有限公司 高性能球形液压马达
ITFR20090014A1 (it) * 2009-05-15 2010-11-16 Aldo Salvatore Coraggio Topologia e funzionamento di una macchina volumetrica rotante con paletta fissa, radiale e concentrica rispetto all'asse di rotazione e con assoluta assenza di particolari meccanici soggetti a variazione di moto.
CN102305104A (zh) * 2011-05-19 2012-01-04 大连桑特尔汽车电子有限公司 膨胀比自动可调气体发动机
FR2979659A1 (fr) * 2011-09-01 2013-03-08 Rene Snyders Rotor pour une machine volumetrique et machine volumetrique presentant un tel rotor
IN2013MU03278A (fr) * 2013-10-18 2015-07-17 Das Ajee Kamath
CN104632287A (zh) * 2014-01-03 2015-05-20 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 圆形缸轴向隔离流体机构及包括其的装置
CN104632286A (zh) * 2014-01-03 2015-05-20 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 圆形缸径向隔离流体机构及包括其的装置
CN104632288A (zh) * 2014-01-09 2015-05-20 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 圆形缸轴向隔离同轮控制流体机构及包括其的装置
CN104632289A (zh) * 2014-01-09 2015-05-20 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 圆形缸径向隔离同体控制流体机构及包括其的装置
CN104675438A (zh) * 2014-01-22 2015-06-03 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 径向多级流体机构及包括其的装置
CN104727934A (zh) * 2014-02-02 2015-06-24 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 径向多级防窜流流体机构及包括其的装置
CN113606133A (zh) * 2021-08-06 2021-11-05 常州大学 环形变量泵

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1253460A (en) 1916-04-24 1918-01-15 William Bodge Rotary pump.
US1886206A (en) 1929-08-30 1932-11-01 Firm Climax Motorenwerke Und S Rotary blower
US2845872A (en) * 1953-09-16 1958-08-05 Bendix Aviat Corp Cam pump
US2821176A (en) * 1956-04-19 1958-01-28 Donald D Koser Rotary internal combustion engine
FR1439516A (fr) * 1965-06-24 1966-05-20 Moteur rotatif à clapets
AT282359B (de) * 1968-04-01 1970-06-25 Josef Brunnhuber Stahlbau Masc Drehkolbenpumpe zum Fördern von Beton u.dgl.
US3810724A (en) * 1973-04-02 1974-05-14 P Luukkonen Rotary engine with cushioning device for the partition
DE2430928A1 (de) * 1974-06-27 1976-01-15 Maurice Laureau Druckmediumsbetaetigter motor
DE3014520A1 (de) 1980-04-16 1981-10-22 Skf Kugellagerfabriken Gmbh, 8720 Schweinfurt Drehkolbenmaschine
CH657665A5 (en) * 1980-10-16 1986-09-15 Peter Stillhart Fa Rotary piston engine
EP0120993B1 (fr) 1982-12-11 1988-03-02 B a r m a g AG Pompe à palettes
EP0190135A4 (fr) * 1983-10-20 1988-11-22 Bob Sablatura Dispositif rotatif.
US4772185A (en) 1985-11-27 1988-09-20 Barmag Ag Rotary vane pump having a plurality of inlet and outlet slots in a rotating sleeve
JPS63176685A (ja) * 1987-01-16 1988-07-20 Furiizu Sharyo Kogyo Kk 相対型ロ−タリ−圧縮ポンプ
JPS6424195A (en) * 1987-07-17 1989-01-26 Furiizu Sharyo Kogyo Kk Elliptical rotary compressor
JPH0286983A (ja) * 1988-09-24 1990-03-27 Yoshihiro Takahara 羽根車外周仕切弁ポンプ
GB2254888B (en) * 1991-03-05 1995-04-05 Ian Alexander Giles Rotary positive-displacement pump and engine
CA2293699A1 (fr) 1997-06-11 1998-12-17 Ronald William Driver Machine hydraulique rotative volumetrique
AT413423B (de) 1997-08-28 2006-02-15 Rechberger Michael Drehkolbenmaschine
DE19815093A1 (de) 1998-04-06 1999-10-07 Danfoss As Hydraulische Flügelzellenmaschine
GB9811111D0 (en) 1998-05-23 1998-07-22 Driver Technology Ltd A rotary machine
NL1010348C2 (nl) 1998-10-19 2000-04-20 Air Propulsion International N Pneumatisch aandrijfbare motor welke eveneens kan werken als compressor voor het comprimeren van een gasvormig medium, in het bijzonder lucht.
EP1001172A1 (fr) 1998-11-12 2000-05-17 Joma-Polytec Kunststofftechnik GmbH Pompe ou moteur à palettes
JP3610797B2 (ja) 1998-12-11 2005-01-19 豊田工機株式会社 ベーンポンプ
WO2000036303A1 (fr) 1998-12-14 2000-06-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Pompe a vide a ailettes pour automobiles
US6162034A (en) 1999-03-01 2000-12-19 Mallen Research Ltd., Partnership Vane pumping machine utilizing invar-class alloys for maximizing operating performance and reducing pollution emissions
GB9905162D0 (en) 1999-03-06 1999-04-28 Lucas Ind Plc Vane pump
WO2000057027A1 (fr) 1999-03-23 2000-09-28 Servotrol - Sistemas De Comando Automático, Lda. Moteur rotatif a cycle de detente accru
DE19915738A1 (de) 1999-04-08 2000-10-12 Bayerische Motoren Werke Ag Mengenregelbare Flügelzellenpumpe
DE19915739A1 (de) 1999-04-08 2000-10-12 Bayerische Motoren Werke Ag Mengenregelbare Flügelzellenpumpe
FR2792364A1 (fr) 1999-04-15 2000-10-20 Jean Francois Chiandetti Compresseurs et turbines a palettes de mode chambre statique
ATE437292T1 (de) 1999-05-31 2009-08-15 Merlin Energy Systems Pty Ltd Hydraulische rotationsmaschine
GB9913438D0 (en) 1999-06-09 1999-08-11 Imperial College A rotary pump
WO2000055478A1 (fr) 1999-07-21 2000-09-21 Kolosovsky Vladimir Mikhailovi Machine a rotor et a expansion volumetrique
AU4932299A (en) 1999-07-30 2001-02-19 Yoshikane Ikitake Reciprocating vane type rotary internal combustion engine
GB9918331D0 (en) 1999-08-04 1999-10-06 Driver Technology Ltd Rotary positive-displacement fluid machines
GB9921458D0 (en) 1999-09-11 1999-11-10 Driver Technology Ltd A rotary positive-displacement fluid machine
AUPQ479199A0 (en) 1999-12-21 2000-02-03 Merlin Corporation Pty Ltd A rotary apparatus
EP1118773A3 (fr) 2000-01-20 2001-08-08 Joma-Hydromechanic GmbH Pompe ou moteur à palettes
FR2806751B1 (fr) 2000-03-24 2002-09-13 Julien Jean Louis Drouet Machine rotative a palettes, cette machine pouvant etre un moteur ou une pompe, et ensemble comportant un tel moteur
WO2001079659A1 (fr) 2000-04-17 2001-10-25 Luk Fahrzeug-Hydraulik Gmbh & Co. Kg Pompe a palettes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO03046338A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2833048A1 (fr) 2003-06-06
CA2464335A1 (fr) 2003-06-05
US7488166B2 (en) 2009-02-10
FR2833048B1 (fr) 2004-01-16
AU2002358210A1 (en) 2003-06-10
CA2464335C (fr) 2010-01-12
CN1596332A (zh) 2005-03-16
CN100458103C (zh) 2009-02-04
EP1448873B1 (fr) 2008-10-01
DE60229161D1 (de) 2008-11-13
WO2003046338A1 (fr) 2003-06-05
ATE409799T1 (de) 2008-10-15
US20050019197A1 (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1448873B1 (fr) Machine volumetrique rotative
FR2698666A1 (fr) Pompe centrifuge hautement performante à rouet ouvert.
CA2047975C (fr) Dispositif de pompage ou de compression polyphasique et son utilisation
FR2971000A1 (fr) Procede et dispositif pour anneau de garniture de joint labyrinthe
FR3006387A1 (fr) Compresseur a spirale
FR2908844A1 (fr) Pompe a palettes a deplacement variable
WO2017006010A1 (fr) Anneau de commande d'aubes à calage variable pour une turbomachine
FR3011290A3 (fr) Pompe a engrenages a deplacement positif
BE1022364B1 (fr) Compresseur de turbomachine axiale avec double rotors contrarotatifs
EP1510697A1 (fr) Pompe à vide
FR2698667A1 (fr) Pompe centrifuge à rouet ouvert.
FR2537665A1 (fr) Compresseur rotatif
EP3049671B1 (fr) Bague d'étanchéité pour distributeur de pompe hydraulique
EP3045656B1 (fr) Machine rotative a losange deformable multifonctions
EP2989294B1 (fr) Machine volumique rotative a trois pistons
FR2482208A1 (fr)
EP1012479B1 (fr) Pompe turbine a rendement ameliore notamment pour reservoir de carburant de vehicule automobile
BE1025984B1 (fr) Veine de compresseur basse-pression pour turbomachine
FR2699967A1 (fr) Pompe à palette.
FR2981993A1 (fr) Pompe a engrenages a cylindree variable pour turbomachine d'aeronef
WO2024125848A1 (fr) Machine à fluide à canal latéral
FR3069290B1 (fr) Machine rotodynamique comprenant des impulseurs helico radio axiaux avec controle du glissement interfacial
EP3037664B1 (fr) Pompe a huile a debit variable
FR3098258A1 (fr) Pompe à engrenages basculante pour turbomachine, incorporable à un circuit de lubrification de moteur d’aéronef
FR2582740A1 (fr) Pompe a piston excentrique

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20040517

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

17Q First examination report despatched

Effective date: 20070723

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

111L Licence recorded

Free format text: 0101 VIA NOVOTEK

Effective date: 20080609

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

Ref country code: CH

Ref legal event code: PK

Free format text: COMPLEMENT D'ENREGISTREMENT DE LICENCE: LICENCE EXCLUSIVE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: FRENCH

REF Corresponds to:

Ref document number: 60229161

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20081113

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: PATENTS & TECHNOLOGY SURVEYS SA

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090112

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090101

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090302

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

BERE Be: lapsed

Owner name: SNYDERS, RENE

Effective date: 20081130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

26N No opposition filed

Effective date: 20090702

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081130

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081127

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20081001

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20090102

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20101124

Year of fee payment: 9

Ref country code: IT

Payment date: 20101117

Year of fee payment: 9

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PFA

Owner name: SNYDERS, RENE

Free format text: SNYDERS, RENE#LES HAMEAUX DE VALBONNE, VILLA 38, 704, ROUTE D'ANTIBES#F-06640 VALBONNE (FR) -TRANSFER TO- SNYDERS, RENE#LES HAMEAUX DE VALBONNE, VILLA 38, 704, ROUTE D'ANTIBES#F-06640 VALBONNE (FR)

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20111115

Year of fee payment: 10

Ref country code: NL

Payment date: 20111117

Year of fee payment: 10

Ref country code: CH

Payment date: 20111123

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20121121

Year of fee payment: 11

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20121221

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: V1

Effective date: 20130601

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20121127

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20121130

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20121128

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20121130

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130601

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20121127

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20121127

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 60229161

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20140731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20140603

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 60229161

Country of ref document: DE

Effective date: 20140603

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20131202