FR2634820A1 - ROTARY PISTON MACHINE - Google Patents
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Abstract
Dans une machine à piston rotatif comprenant un rotor intérieur 3 et un roteur extérieur 2 qui forment des chambres transporteuses 11, lesquelles passent d'une région d'entrée à une région de sortie de fluide, le degré de remplissage des chambres transporteuses et/ou la pression de sortie du fluide pouvant être réglés en faisant varier la fin de l'aspiration et/ou le début de la sortie du fluide, le rotor extérieur 2 présente, dans une ou chacune de ses deux parois axiales, des ouvertures pour chaque chambre transporteuse 11 qui limitent les régions d'entrée et de sortie 7, 8 et peuvent être amenés à varier leur section par des valves plates annulaires 18, 19 déplaçables au moyen d'un mécanisme de transmission ou à levier.In a rotary piston machine comprising an inner rotor 3 and an outer rotator 2 which form conveyor chambers 11, which pass from an inlet region to a fluid outlet region, the degree of filling of the conveyor chambers and / or the fluid outlet pressure can be adjusted by varying the end of the suction and / or the start of the fluid outlet, the outer rotor 2 has, in one or each of its two axial walls, openings for each chamber conveyor 11 which limit the inlet and outlet regions 7, 8 and can be made to vary their section by annular flat valves 18, 19 movable by means of a transmission or lever mechanism.
Description
iachine à piston rotatifrotary piston machine
La présente invention concerne une machine à pis- The present invention relates to a piston machine
ton rotatif comprenant un rotor intérieur et un rotor exté- rotary tone comprising an inner rotor and an outer rotor
rieur dont les dents de forme et entredents forment des chambres transporteuses qui passent d'une région d'entrée à une région de sortie de fluide, le degré de remplissage des laughing whose shaped teeth and intermesh form conveyor chambers which pass from an inlet region to a fluid outlet region, the degree of filling of the
chambres transporteuses et/ou la pression de sortie du flu- conveyor chambers and / or fluid outlet pressure
ide pouvant être réglées en faisant varier la fin de l'as- ide can be adjusted by varying the end of the as-
piration et/ou le début de la sortie du fluide. piration and / or the beginning of the exit of the fluid.
Une machine à piston rotatif de ce genre, connue grâce au brevet européen Ai 0167846, comporte un dispositif A rotary piston machine of this kind, known from European patent Ai 0167846, comprises a device
destiné à influer sur le débit et/ou la pression de trans- intended to influence the flow and / or pressure of trans-
port et au moyen duquel l'instant de l'afflux du fluide et, par suite, le degré de remplissage et/ou l'instant de la sortie du fluide et, par suite, le niveau de pression du transfert du fluide dans le conduit de refoulement peuvent port and by means of which the instant of the inflow of the fluid and, consequently, the degree of filling and / or the instant of the exit of the fluid and, consequently, the pressure level of the transfer of the fluid in the conduit backflow can
être modifiés.be changed.
Dans ce but la machine à piston rotatif présente des parties de paroi réglables au moyen desquelles la paroi radiale le long de laquelle le rotor extérieur se déplace For this purpose the rotary piston machine has adjustable wall parts by means of which the radial wall along which the outer rotor moves
peut être raccourcie ou prolongée, permettant ainsi de ré- can be shortened or extended, allowing
gler les régions d'entrée et de sortie qui débouchent dans glide the input and output regions that lead into
les chambres transporteuses.the conveying chambers.
Dans cette machine à piston rotatif il existe en- In this rotary piston machine there are
tre le rotor extérieur et la paroi formant carter entourant be the outer rotor and the surrounding casing wall
le rotor extérieur une fente de fonctionnement non négli- the outer rotor has a not inconsiderable operating slot
geable qui en raison des évidements du rotor extérieur n'assure l'étanchéité que sur une faible longueur de sorte geable which due to the recesses in the outer rotor only seals over a short length so
que les régions d'entrée et de sortie se trouvent court- the entry and exit regions are short
circuitées. Il en résulte une limitation du niveau de pres- circulated. This results in a limitation of the level of pres-
sion final (aspiration et pression) pouvant être atteint et final pressure (suction and pressure) which can be reached and
du débit ainsi qu'une perte de puissance. flow and loss of power.
De surcroît, la machine à piston rotatif présente l'inconvénient que les parties de paroi ne permettent pas de réglage continu et que le déplacement des parties de paroi mêmes ne peut se faire qu'avec des moyens mécaniques importants. In addition, the rotary piston machine has the disadvantage that the wall parts do not allow continuous adjustment and that the movement of the wall parts themselves can only be done with significant mechanical means.
En partant de cet état de la technique, l'inven- Starting from this state of the art, the invention
tion a pour objet de permettre de réaliser une machine à piston rotatif du genre indiqué de telle manière que la longueur de la fente de fonctionnement soit minimale et soit maintenue constante, un réglage continu du degré de 2C remplissage et du niveau de pression devant en même temps The object of this invention is to enable a rotary piston machine of the type indicated to be produced in such a way that the length of the operating slot is minimum and is kept constant, a continuous adjustment of the degree of filling and of the pressure level at the same time. time
être possible.be possible.
Ce but est atteint selon l'invention, pour une machine à piston rotatif comprenant un rotor intérieur et un rotor extérieur dont les dents de forme et entredents forment de chambres transporteuses qui passent d'une région d'entrée à une région de sortie, le degré de remplissage des chambres transporteuses et/ou la pression de sortie du fluide pouvant être réglés en faisant varier la fin de l'aspiration et/ou le début de la sortie du fluide, par le fait que le rotor extérieur présente, dans l'une ou chacune des deux parois axiales, des ouvertures pour chaque chambre transporteuse, que dans l'un ou chacun des deux couvercles axiaux du carter sont prévues des ouvertures qui limitent la région d'entrée et la région de sortie du fluide, que les ouvertures limitant les régions d'entrée et/ou de sortie peuvent être amenées à varier leur section par une valve plate annulaire, en forme de segment, montée de façon à pouvoir coulisser dans une rainure annulaire et que la valve plate annulaire en forme de segment est déplacée par This object is achieved according to the invention, for a rotary piston machine comprising an inner rotor and an outer rotor whose shaped teeth and between them form conveyor chambers which pass from an inlet region to an outlet region, the degree of filling of the conveying chambers and / or the fluid outlet pressure which can be adjusted by varying the end of the suction and / or the start of the fluid outlet, by the fact that the external rotor has, in the one or each of the two axial walls, openings for each conveyor chamber, that in one or each of the two axial covers of the casing are provided openings which limit the region of entry and the region of exit of the fluid, that the openings limiting the inlet and / or outlet regions can be varied in section by an annular flat valve, in the form of a segment, mounted so as to be able to slide in an annular groove and the flat annular segment-shaped valve is moved by
un mécanisme de transmission ou à levier. a transmission or lever mechanism.
Une autre caractéristique de la machine à piston rotatif selon l'invention consiste en ce que l'ouverture limitant la région d'entrée est disposée dans un couvercle du carter et l'ouverture limitant la région de sortie est disposée dans l'autre couvercle du carter, les ouvertures limitant la région d'entrée et la région de sortie pouvant Another characteristic of the rotary piston machine according to the invention consists in that the opening limiting the inlet region is arranged in a cover of the casing and the opening limiting the outlet region is arranged in the other cover of the housing. housing, the openings limiting the inlet region and the outlet region being able
avantageusement être formées par de multiples canaux. advantageously be formed by multiple channels.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- In an advantageous embodiment of the invention,
vention il est interposé entre la paroi axiale du rotor extérieur et la paroi formant couvercle du carter une garniture d'étanchéité qui est retenue dans une rainure du couvercle du carter et étanchéifie la région d'entrée par vention there is interposed between the axial wall of the outer rotor and the wall forming the housing cover a seal which is retained in a groove of the housing cover and seals the inlet region by
rapport à la région de sortie.relative to the output region.
Grâce à l'invention il est devenu possible d'uti- Thanks to the invention it has become possible to use
liser la machine à piston rotatif en tant que dispositif alimentant en air un moteur thermique, la machine à piston rotatif pouvant dans ce cas, dans la mesure o il s'agit d'un moteur thermique à allumage commandé, être amenée à fonctionner, en régime d'étranglement, en tant que moteur à read the rotary piston machine as a device supplying air to a heat engine, the rotary piston machine being able in this case, insofar as it is a heat engine with spark ignition, to be brought to work, in throttle regime, as a
gaz avec récupération de puissance. gas with power recovery.
L'invention est expliquée plus en détail ci-des- The invention is explained in more detail below.
sous à l'aide d'un exemple de réalisation représenté aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue latérale de la machine à 4- piston rotatif selon l'invention; la figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant la ligne B - B de la figure 2; et under using an exemplary embodiment shown in the accompanying drawings in which: Figure 1 is a side view of the 4-piston rotary machine according to the invention; Figure 2 is a section along line A-A of Figure 1; Figure 3 is a section along line B - B of Figure 2; and
la figure 4 représente un couvercle du carter. Figure 4 shows a housing cover.
La figure 1 montre une machine à piston rotatif 1 selon l'invention en vue latérale o sont représentés en traits interrompus des contours d'un rotor extérieur 2 et d'un rotor intérieur 3 excentré par rapport à ce dernier, ces deux rotors étant montés de façon à pouvoir tourner dans un carter 4. Sur la vue latérale sont visibles deux Figure 1 shows a rotary piston machine 1 according to the invention in side view o are shown in broken lines the contours of an outer rotor 2 and an inner rotor 3 eccentric relative to the latter, these two rotors being mounted so as to be able to turn in a casing 4. On the side view are visible two
tubulures à air 5 et 6 dont l'une mène à une région d'en- air pipes 5 and 6, one of which leads to a region of
trée 7 et l'autre à une région de sortie 8. Des dents de forme 9 et des entredents 10 des rotors 2, 3 forment des trée 7 and the other to an exit region 8. Teeth of shape 9 and intents 10 of the rotors 2, 3 form
chambres transporteuses 11 qui passent de la région d'en- conveyor chambers 11 which pass from the region of
trée 7 à la région de sortie 8 (sens de la flèche) en entry 7 to exit region 8 (arrow direction) in
voyant leur volume varier.seeing their volume vary.
La figure 2 montre une coupe suivant la ligne A-A à travers la machine à piston rotatif 1 de la figure 1, o sont visibles le rotor intérieur 3, le rotor extérieur 2, des éléments d'un synchroniseur de vitesses 12, le carter 4, un couvercle de carter 13 et un couvercle 14 présentant FIG. 2 shows a section along line AA through the rotary piston machine 1 of FIG. 1, where the internal rotor 3, the external rotor 2, elements of a speed synchronizer 12, the casing 4 are visible, a housing cover 13 and a cover 14 having
les tubulures à air 5, 6. Le couvercle 14 recouvre une rai- the air pipes 5, 6. The cover 14 covers a rai-
nure annulaire 15 du couvercle de carter 13, laquelle est également représentée sur la figure 1, à savoir en trait ring 15 of the casing cover 13, which is also shown in Figure 1, namely in line
plein dans les tubulures à air 5, 6 et en traits interrom- full in the air pipes 5, 6 and in broken lines
pus en dehors de celles-ci.pus outside of these.
La figure 3 montre une coupe suivant la ligne B-B de la figure 2 à travers la machine à piston rotatif de la Figure 3 shows a section along line B-B of Figure 2 through the rotary piston machine of the
figure 1, rendant ainsi visible une paroi axiale 16 du ro- Figure 1, thus making visible an axial wall 16 of the ro-
tor extérieur 2 dans laquelle est ménagée pour chaque cham- external tor 2 in which is provided for each room
bre transporteuse 11 une ouverture 17. bre conveyor 11 an opening 17.
La figure 4 montre le couvercle 13 du carter sans le couvercle 14 présentant les tubulures à air, de façon à rendre visibles -les valves plates annulaires 18, 19 en forme de segment qui, associées respectivement à la région d'entrée 7 et à la région de sortie 8, sont montées de façon à pouvoir coulisser dans la rainure annulaire 15 et peuvent au moyen d'un mécanisme de transmission 20 être glissées respectivement dans les régions d'entrée et de sortie 7, 8, permettant ainsi de faire varier la section FIG. 4 shows the cover 13 of the casing without the cover 14 presenting the air pipes, so as to make visible the annular flat valves 18, 19 in the form of a segment which, associated respectively with the inlet region 7 and the outlet region 8, are mounted so that they can slide in the annular groove 15 and can, by means of a transmission mechanism 20, be slid into the inlet and outlet regions 7, 8 respectively, thereby making it possible to vary the section
d'une ouverture 21, 22 qui limitent respectivement la ré- an opening 21, 22 which respectively limit the re-
gion d'entrée 7 et la région de sortie 8. Dans l'exemple de réalisation le mécanisme de transmission 20 est forme d'un pignon 23 et d'une denture 24 des valves 18, 19 en forme de segment, le pignon 23 pouvant être entraîné par un moteur électrique non représenté. Peuvent également être utilisés d'autres mécanismes de réglage comme par exemple du genre à levier ou à organe de tirage, etc. Les ouvertures 21, 22 et bords distributeurs 25, 26 des valves plates annulaires 18, inlet region 7 and outlet region 8. In the embodiment, the transmission mechanism 20 is formed by a pinion 23 and a toothing 24 of the valves 18, 19 in the form of a segment, the pinion 23 possibly be driven by an electric motor not shown. Can also be used other adjustment mechanisms such as for example lever or pulling member, etc. The openings 21, 22 and distributor edges 25, 26 of the flat annular valves 18,
19 en forme de segment sont également visibles sur la figu- 19 in the form of a segment are also visible in the figure.
re 1 au niveau des tubulures à air (chiffres de référence re 1 at the air tubing (reference figures
mis entre ()).put in ()).
La machine à piston rotatif représentée sur les figures est apte à être utilisée en tant que dispositif The rotary piston machine shown in the figures is suitable for use as a device
alimentant un moteur thermique en air. En particulier lors- supplying air to a heat engine. Especially when
qu'il s'agit d'un moteur à allumage commandé la machine à it is a spark ignition engine the machine
piston rotatif offre des avantages qui apparaîtront claire- advantages of the rotary piston
ment à la lecture de la description suivante de son fonc- on reading the following description of its function
tionnement. La machine à piston rotatif 1 est placée avec ses tubulures à air 5, 6 dans le conduit d'aspiration d'air d'un moteur thermique non représenté et est entraînée par le moteur thermique par exemple par l'intermédiaire d'une courroie crantée, au niveau du rotor intérieur ou du rotor operation. The rotary piston machine 1 is placed with its air pipes 5, 6 in the air suction duct of a heat engine not shown and is driven by the heat engine for example by means of a toothed belt. , at the inner rotor or the rotor
extérieur, de sorte que de l'air est transporté par l'in- outside, so that air is transported by the interior
termédiaire des chambres transporteuses mobiles 11 de la mobile conveyor chambers 11 of the
région d'entrée 7 à la région de sortie 8. entry region 7 to exit region 8.
Le fonctionnement au ralenti ou à charge partielle Idling or part load operation
d'un moteur à essence est commandé par étranglement de l'a- of a petrol engine is controlled by throttling the a-
menée d'air, provoquant ainsi ce qu'il est convenu d'appe- air driven, causing what is known as
ler des pertes par étranglement qui réduisent le rendement, len throttling losses which reduce the yield,
c'est-à-dire l'efficacité économique, du moteur. that is to say the economic efficiency of the engine.
Il est connu que ces pertes dues à l'étranglement It is known that these losses due to strangulation
peuvent être compensées partiellement en faisant fonction- can be partially offset by operating-
ner le dispositif d'alimentation en air, à ces régimes de marche, en tant que moteur à gaz, c'est-à-dire en régime de the air supply device, at these operating speeds, as a gas engine, that is to say at
détente. Pour cela il faut que l'air afflue, du côté aspi- relaxation. For this, the air must flow, on the suction side
ration, aux chambres transporteuses sous une pression supé- ration, to conveyor chambers under higher pressure
rieure à celle sous laquelle il en sort du côté refoule- lower than that under which it exits on the repressed side-
ment.is lying.
CLa machine à piston rotatif selon l'invention pré- The rotary piston machine according to the invention pre-
sente à cette fin dans la région d'entrée 7 la valve plate annulaire 18 en forme de segment qui peut être déplacée For this purpose, the flat annular valve 18 in the form of a segment can be moved in the entry region 7.
dans la rainure annulaire 15 par le mécanisme de transmis- in the annular groove 15 by the transmission mechanism
sion 20 et fait ainsi varier la section de l'ouverture 21 sion 20 and thus varies the section of the opening 21
qui, ménagée dans le couvercle 13 du carter, vient en coin- which, formed in the cover 13 of the casing, comes in the corner
cidence avec les ouvertures 17 dans la paroi axiale 16 du rotor extérieur 2. La variation de l'ouverture se fait de telle manière qu'à mesure que la charge du moteur s'accroit ou le débit d'air augmente la valve 18 en forme de segment est déplacée dans le sens de rotation, de sorte que la fin de la phase d'aspiration a lieu plus tard par rapport aux cidence with the openings 17 in the axial wall 16 of the outer rotor 2. The variation of the opening is done in such a way that as the engine load increases or the air flow increases the valve 18 in shape segment is moved in the direction of rotation, so that the end of the suction phase takes place later with respect to the
chambres transporteuses 11 qui voient leur volume augmen- conveyor chambers 11 which see their volume increase
ter. Au régime à charge partielle, c'est-à-dire pour un faible débit d'air, il est mis fin très tôt à la phase ter. At partial load speed, i.e. for a low air flow, the phase is terminated very early
d'aspiration et l'air se détend dans les chambres transpor- suction and the air expands in the transported chambers
teuses fermées 11 en communiquant de la puissance aux ro- tents closed 11 by communicating power to the ro-
tors 2, 3 et, par l'intermédiaire de la courroie crantée, au moteur thermique. tors 2, 3 and, via the toothed belt, to the heat engine.
Pour empêcher la pression établie du côté refoule- To prevent the pressure established on the discharge side -
ment du conduit d'aspiration de s'appliquer prématurément à la chambre transporteuse 11 qui voit son volume diminuer, c'est-à-dire pour régler la compression se produisant dans les chambres transporteuses 11 jusqu'à obtention de la ment of the suction duct to apply prematurely to the conveyor chamber 11 which sees its volume decrease, that is to say to adjust the compression occurring in the conveyor chambers 11 until the
pression régnant du côté refoulement du conduit d'aspira- pressure on the discharge side of the suction pipe
tion en cas de fonctionnement du moteur thermique à charge partielle et à pleine charge la machine à piston rotatif tion when the heat engine is running at partial load and at full load the rotary piston machine
présente dans la région de sortie 8 la valve plate annulai- present in outlet region 8 the flat annulai valve
re 19 en forme de segment qui peut être déplacée par le mé- re 19 in the form of a segment which can be moved by the
canisme de transmission 20 et détermine l'instant du début de la sortie du fluide en faisant varier la section de transmission mechanism 20 and determines the instant of the start of the fluid outlet by varying the section of
l'ouverture 22 du côté de la région de sortie 8. the opening 22 on the side of the outlet region 8.
Les avantages ainsi obtenus consistent en ce que la machine n'a pas besoin de transporter le fluide dans les conditions d'une pression régnant du côté refoulement du conduit d'aspiration et en ce que des bruits dus à des The advantages thus obtained consist in that the machine does not need to transport the fluid under the conditions of a pressure prevailing on the discharge side of the suction pipe and in that noises due to
fluctuations de pression sont évités. pressure fluctuations are avoided.
Le mode de construction inédit de la machine à piston rotatif selon l'invention réduit les fuites entre la The novel construction method of the rotary piston machine according to the invention reduces leaks between the
région d'entrée 7 et la région de sortie 8 en rendant mini- input region 7 and output region 8 by making it mini
male la fente de fonctionnement entre les parois radiales du carter 4 et du rotor extérieur 2, ce qui a été rendu male the operating slot between the radial walls of the casing 4 and the outer rotor 2, which has been made
possible en disposant les ouvertures 17 dans la paroi axia- possible by placing the openings 17 in the axial wall
le 16 du rotor extérieur 2. Ceci permet de construire le rotor extérieur rigidement de sorte qu'il résiste à des déformations dues à la force centrifuge. Ainsi la fente de fonctionnement peut être réduite par rapport à des machines 16 of the outer rotor 2. This makes it possible to construct the outer rotor rigidly so that it resists deformations due to centrifugal force. Thus the operating slot can be reduced compared to machines
connues et présente en outre toujours une longueur constan- known and furthermore always has a constant length
te. L'invention n'est pas limitée au seul exemple de réalisation représenté et décrit mais s'étend d'une manière générale à des formes de réalisation dans lesquelles des you. The invention is not limited to the single embodiment shown and described, but generally extends to embodiments in which
valves plates annulaires en forme de segments ne sont pré- flat annular segment-shaped valves are not pre-
vues que du côté de l'entrée ou du c8té de la sortie et également à des formes de réalisation o des ouvertures.et valves en forme de segment sont prévues dans chacun des views that on the inlet side or on the outlet side and also in embodiments or openings. and segment-shaped valves are provided in each of the
deux couvercles du carter, ainsi qu'à une variante dans la- two crankcase covers, as well as a variant in the-
quelle l'entrée du fluide se fait à travers un couvercle du which the entry of the fluid is done through a cover of the
carter et sa sortie à travers l'autre couvercle du carter. crankcase and its outlet through the other crankcase cover.
Entre la paroi formant couvercle.du carter et la paroi axiale du rotor extérieur peut avantageusement être interposée une garniture d'étanchéité, non représentée, qui est montée dans des rainures du couvercle 13 du carter et étanchéifie la région d'entrée 7 par rapport à la région de Between the cover-forming wall of the housing and the axial wall of the outer rotor can advantageously be interposed a seal, not shown, which is mounted in grooves of the cover 13 of the housing and seals the inlet region 7 with respect to the region of
sortie 8.exit 8.
Il peut être avantageux que les ouvertures du cou- It may be advantageous if the opening of the
vercle 13 du carter soient formées de multiples canaux dans la région d'entrée 7 ou la région de sortie 8, de sorte que housing 13 are formed of multiple channels in the inlet region 7 or the outlet region 8, so that
la fente à fuite entre les valves plates annulaires en for- the leakage gap between the flat annular valves in form
me de segment et la paroi axiale du rotor extérieur dans la région de l'ouverture, qui existe entre les dernières chambres transporteuses fermées et la chambre transporteuse segment me and the axial wall of the outer rotor in the region of the opening, which exists between the last closed conveyor chambers and the conveyor chamber
encore ouverte, peut être réduite. still open, can be reduced.
oo
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1989
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- 1989-07-07 GB GB8915644A patent/GB2221258A/en not_active Withdrawn
- 1989-07-26 FR FR8910088A patent/FR2634820A1/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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