1 La présente invention concerne le perfectionnement des moteurs ou des pompes à palettes rotatives dont la conformité actuelle présente des inconvénients majeurs lorsque ces types de moteurs doivent tourner à grande vitesse, soit pour récupérer l'énergie motrice de liquides ou de gaz pressurisés, soit pour pomper des fluides avec un maximum de rendement par tour/moteur. La plupart de ces moteurs à palettes comportent un axe rotor, équipé de palettes mobiles radialement, inséré dans une chambre de corps cylindrique et désaxé par rapport au centre de celui-ci, en sorte que les palettes délimitent un volume actif de chambre en forme de croissant compris entre la surface interne du « carter » du corps du moteur et la surface périphérique en vis-à-vis du rotor. Ce volume étant actif entre l'orifice d'entrée et de sortie des fluides moteurs. Hormis la largeur du moteur et l'écartement des palettes, le volume actif de la chambre est surtout défini par la longueur de dépassement des palettes, du diamètre du rotor, tout en conservant un appui de glissement pour la translation mécanique à l'intérieur de ce rotor. De ce fait le diamètre du rotor, ne peut être que largement supérieur au double de la longueur respective des logements radiaux où coulissent les palettes rayonnantes. Cette dimension doit être augmentée de l'encombrement des différents systèmes internes au rotor, faisant coulisser et appliquer les palettes pour l'étanchéité, contre la paroi interne du cylindre : qu'ils soient à ressorts, à fluides pressurisés ou autres. Dans ces systèmes la variation de translation des palettes est faible par rapport au diamètre du rotor et du cylindre du moteur. Ce qui est adapté pour les pompes à haute pression ne nécessitant pas un débit important Exemples: Demande de brevet FR 2467970; EP 0230054. Certains systèmes utilisent un double rotor interne appelé aussi « tambour » de rotor, comportant des lumières 2 où vont coulisser les palettes. Ce dit « tambour » enveloppe de manière désaxée, le premier rotor qui lui est axé au centre du cylindre moteur. Celui-ci est alors de plus petit diamètre que le « tambour » et peut servir pour les appuis (talonnage), et guidage, des extrémités des palettes. Ce dit « tambour » sert alors de transmetteur des forces motrices, en assurant le glissement radial des palettes à travers des lumières pratiquées sur son pourtour. Il ne peut être que d'assez forte épaisseur, donc relativement lourd, car à l'apogée des palettes le point d'appui à l'extrémité des glissières est faible et en porte-à-faux. Aussi, dans cette conformité, selon le point de révolution du dit « tambour » désaxé, les écartements et les angles radiaux des lumières (où coulissent les palettes) étant fixes, la distance n'est pas toujours constante entre le point de talonnage d'une palette sur la circonférence du premier rotor et la partie interne « carter » du cylindre moteur. Cela implique des joints d'étanchéité des palettes pour rattraper la différence ; dans certaines configurations, c'est le cylindre moteur qui doit être légèrement ovoïde. Exemple : dans la demande de brevet EP 1118773 Dans d'autres types de moteur à palettes comportant un « tambour » désaxé, les palettes sont retenues vers le centre du moteur, par des ergots et des rainures circulaires de guidage situées dans le plan interne, mais excentrées à l'inverse par rapport au centre du dit « tambour ». Ces rainures de guidage sont pratiquées à l'intérieur et de chaque côté des flasques du moteur. Les palettes doivent être libres en variation angulaire et en déplacement circulaire, à cause du désaxage de leur centre de rotation par rapport au centre du dit « tambour ». Dans ce type de conformité, la variation radiale des palettes est limitée par plusieurs critères : D'une part, par la différence entre le diamètre et la largeur des rainures de circulation, par le diamètre et l'épaisseur du « tambour », et d'autre part, 3 par la différence des excentricités maximales des rainures, du « tambour » et le diamètre du cylindre moteur. Le volume actif de la chambre moteur est relativement diminué dans ce type de construction et la variation des palettes ne peut pas être importante par rapport au diamètre du cylindre moteur. Exemple : dans les demandes de brevet (FR 2716235 ; EP 0058456 etc.). Dans d'autres conformités de moteur à palettes, l'étanchéité des palettes sur la paroi interne du cylindre moteur, ne peut se faire qu'avec un certain niveau de la force centrifuge et en conséquence, qu'à partir d'une certaine vitesse de rotation. Cela ne pose pas de problème pour une utilisation en version pompe mais présente des difficultés de démarrage en version moteur du fait du manque d'étanchéité à l'arrêt, soit pour la récupération d'énergie, soit pour l'utilisation en moteur pneumatique d'entraînement. Dans les techniques actuelles de constructions des moteurs rotatifs à palettes, la plupart présentent des palettes mobiles radialement et de ce fait, elles sont limitées en translation et donc limitent le rapport entre le volume d'extension et celui de compression. En fonctionnement, les palettes rotatives à translation radiales sont toujours excentrées en un point donné (point d'apogée) de leur révolution par rapport à leur centre de rotation. Cette conformité crée un balourd important et donc des vibrations lorsque ces moteurs doivent tourner à des vitesses relativement rapides. Cela implique des compensations de contrepoids mécaniques ou d'accouplement d'un deuxième moteur décalé en rotation de 180 degrés (systèmes bi-rotors). Les constructions utilisant des systèmes à palettes libres en déplacement circulaire ; solidaire à des disques empilés et articulés sur leur axe, ou retenues par des ergots de guidage circulant dans des rainures autour de leur axe, pratiquées sur des disques alors de plus de gros diamètre, présentent des conformités ayant un « tambour » à « pas » fixe , c'est-à-dire avec des écartements fixes de lumières à travers lesquelles passent les palettes. Cela limite le rapprochement dudit « tambour » du sommet de l'angle des palettes, et de ce fait limite l'excentricité entre les centres de rotation des palettes et du tambour et réduit le volume actif de chambre par rapport au diamètre du moteur. Pour ces diverses raisons certains constructeurs ont employé des systèmes faisant varier un peu les dimensions entre les intervalles des lumières où passent les palettes, mais cela dans des proportions très limitées. Tel est le cas dans l'invention (FR637268) où le tambour possède des fenêtres où oscillent de part et d'autre les lumières articulées. Cela leur permet respectivement une petite translation sur le « tambour », mais cela reste limitée car les écartements entre les fenêtres ne peuvent être que supérieurs à la largeur de celles-ci à cause de la largeur des patins comportant les lumières, glissant à l'intérieur du tambour contre ces fenêtres et venant les obturer. Cette conformité limite le rapport d'excentricité entre les diamètres du tambour et carter de chambre et, par conséquence, le volume actif de la machine. L'objectif de la présente invention est l'élaboration d'un moteur à palettes rotatives, n'ayant aucune pièce mécanique en mouvement radial afin d'éviter les vibrations à grande vitesse, et présentant un « tambour » dont les secteurs périphériques peuvent varier dans de grandes proportions. Ceci afin d'obtenir une importante excentricité entre le diamètre du« tambour » et le diamètre du cylindre de chambre de la machine, de façon à avoir le maximum de volume actif de chambre où se trouvent les palettes rotatives de transmission de l'énergie, d'où un meilleur rendement volumique par tour moteur. The present invention relates to the improvement of motors or rotary vane pumps whose present conformity has major drawbacks when these types of engines must turn at high speed, either to recover the motive power of liquids or pressurized gases, or to pump fluids with maximum efficiency per revolution / engine. Most of these vane motors have a rotor axis, equipped with radially movable vanes, inserted into a cylindrical body chamber and offset from the center thereof, so that the vanes delimit an active chamber volume in the form of crescent between the inner surface of the "casing" of the motor body and the peripheral surface facing the rotor. This volume is active between the inlet and outlet of the engine fluids. Apart from the width of the motor and the spacing of the vanes, the active volume of the chamber is mainly defined by the length of the vanes, the diameter of the rotor, while maintaining a sliding support for the mechanical translation inside the chamber. this rotor. As a result, the diameter of the rotor can only be much greater than twice the respective length of the radial housings where the radiating vanes slide. This dimension must be increased by the size of the various internal rotor systems, sliding and applying the paddles for sealing, against the inner wall of the cylinder: they are springs, pressurized fluids or other. In these systems the translation variation of the vanes is small compared to the diameter of the rotor and the cylinder of the engine. This is suitable for high pressure pumps that do not require a high flow rate. Examples: Patent Application FR 2467970; EP 0230054. Some systems use a dual internal rotor also called "drum" rotor, having lights 2 where will slide the pallets. This so-called "drum" envelops off-axis, the first rotor which is centered in the center of the engine cylinder. This one is then of smaller diameter than the "drum" and can be used for the supports (talonnage), and guide, ends of the pallets. This so-called "drum" then serves as a transmitter of the driving forces, ensuring the radial sliding of the pallets through lights on its periphery. It can only be quite thick, so relatively heavy, because at the peak of the pallets the fulcrum at the end of the slides is low and cantilevered. Also, in this conformity, according to the point of revolution of the said "drum" offset, the spacings and the radial angles of the lights (where the pallets slide) being fixed, the distance is not always constant between the tail point of a pallet on the circumference of the first rotor and the internal part "housing" of the engine cylinder. This involves seals pallets to make up the difference; in some configurations, it is the engine cylinder which must be slightly ovoid. Example: in the patent application EP 1118773 In other types of vane motor having a "drum" off axis, the vanes are retained towards the center of the motor, by lugs and circular guide grooves located in the inner plane, but eccentric opposite to the center of the said "drum". These guide grooves are made inside and on each side of the flanges of the engine. The pallets must be free in angular variation and in circular displacement, because of the misalignment of their center of rotation with respect to the center of said "drum". In this type of conformity, the radial variation of the pallets is limited by several criteria: On the one hand, by the difference between the diameter and the width of the circulation grooves, by the diameter and the thickness of the "drum", and by on the other hand, 3 by the difference of the maximum eccentricities of the grooves, the "drum" and the diameter of the driving cylinder. The active volume of the engine chamber is relatively decreased in this type of construction and the variation of the vanes can not be large compared to the diameter of the engine cylinder. Example: in patent applications (FR 2716235, EP 0058456 etc.). In other pallet motor conformances, the imperviousness of the vanes on the inner wall of the engine cylinder can only be achieved with a certain level of centrifugal force and, therefore, only at a certain speed of rotation. This does not pose a problem for use in pump version but presents difficulties in starting engine version because of the lack of sealing at off, either for energy recovery, or for use in pneumatic motors. 'training. In the current techniques for constructing rotary vane motors, most have radially movable vanes and as such, they are limited in translation and therefore limit the ratio between the extension volume and that of compression. In operation, the radial translation rotary vanes are always eccentric at a given point (apogee point) of their revolution relative to their center of rotation. This compliance creates a significant imbalance and therefore vibrations when these motors must rotate at relatively fast speeds. This involves mechanical counterbalancing compensations or coupling of a second engine shifted 180 degrees in rotation (bi-rotor systems). Constructions using free pallet systems in circular displacement; secured to disks stacked and articulated on their axis, or retained by guide pins flowing in grooves around their axis, made on discs then of larger diameter, have conformities having a "drum" to "not" fixed, that is to say with fixed spacings of lights through which the pallets pass. This limits the approximation of said "drum" from the top of the pallet angle, and thereby limits the eccentricity between the centers of rotation of the pallets and the drum and reduces the active chamber volume relative to the diameter of the motor. For these various reasons some manufacturers have used systems varying a little the size between the intervals of the lights where the pallets pass, but this in very limited proportions. This is the case in the invention (FR637268) where the drum has windows where oscillate on both sides articulated lights. This allows them a small translation on the "drum" respectively, but this is limited because the spacings between the windows can only be greater than the width of the latter because of the width of the skates comprising the lights, sliding to the inside the drum against these windows and coming to close them. This conformity limits the eccentricity ratio between the diameters of the drum and chamber casing and, consequently, the active volume of the machine. The objective of the present invention is the development of a rotary vane motor, having no mechanical part in radial movement to avoid vibrations at high speed, and having a "drum" whose peripheral sectors may vary in large proportions. This is to obtain a significant eccentricity between the diameter of the "drum" and the diameter of the chamber cylinder of the machine, so as to have the maximum active chamber volume where the rotary vane of energy transmission, hence a higher volume efficiency per engine revolution.
De ce fait et selon les dimensions choisies de palettes, ce moteur est destiné à une large gamme d'utilisation à faible ou à forte pressurisation de fluides à fort ou à faible débit et pouvant tourner à des vitesses de rotations relativement élevées sans vibrations 5 excessives. La figure 1 représente selon l'invention le principe de ce type de moteur. I1 est constitué d'un corps creux cylindrique (1) appelé aussi « carter » de moteur dans lequel est inséré axialement un rotor constitué d'un axe rotatif (2), comportant un certain nombre de palettes (3) fixes et solidaires à celui-ci. Ce premier rotor destiné à transmettre l'énergie par l'intermédiaire des palettes.est entouré d'un deuxième rotor composé d'éléments articulés, appelé aussi « tambour » de rotor et dont le centre de rotation est désaxé par rapport à l'axe central du premier rotor. Cela permet de définir avec les palettes un volume actif important de chambre en forme de secteur de croissant compris entre les orifices d'entrée (13) et de sortie (14) des gaz moteurs (ou vice versa, selon le sens de rotation). As a result, and depending on the chosen pallet sizes, this motor is intended for a wide range of low or high pressurizing use of high or low flow fluids and able to rotate at relatively high rotational speeds without excessive vibration. . FIG. 1 represents, according to the invention, the principle of this type of motor. I1 consists of a cylindrical hollow body (1) also called "motor casing" in which is inserted axially a rotor consisting of a rotary shaft (2), comprising a number of pallets (3) fixed and integral with that -this. This first rotor for transmitting energy through the pallets is surrounded by a second rotor composed of articulated elements, also called "drum" rotor and whose center of rotation is off axis relative to the axis central of the first rotor. This allows to define with the pallets a significant active volume of crescent sector-shaped chamber between the inlet ports (13) and outlet (14) of the engine gases (or vice versa, depending on the direction of rotation).
Le dit « tambour » est composé d'éléments comportant sur son pourtour des lumières, déterminées chacune par un axe creux (6) où est inséré concentriquement un axe (5) comportant la lumière dans laquelle va glisser la palette. Les axes (5) suivent les variations de positions angulaires des palettes par rapport à la tangente du « tambour ». Cet angle est fonction de l'écart respectif entre les palettes, qui est définit par sa position de rotation et par rapport au centre de rotation du dit « tambour ». Les axes (6), comportant les axes (5) des lumières et les joncs d'étanchéité (19), ils sont reliés entre eux par trois segments de portions circulaires (10) (11) et (12), mais dont le nombre peut être variable en fonction du diamètre du moteur et du nombre de palettes. Ces segments sont articulés entre eux par glissement de manière télescopique et sont reliés de chaque côté, aux axes (6) par des articulations 6 respectives (8) et (9). L'ensemble de ce dit « tambour » est guidé en rotation par deux canaux circulaires (ou rainures) (15) pratiqués intérieurement sur les flasques de chaque côté du 5 moteur. Chaque canal est doté d'un joint d'étanchéité en fond de gorge et de joints (17) et (18) en sa périphérie. Dans ces canaux vont circuler les extrémités des côtés des segments et leurs articulations, et également les extrémités des axes (6), contenant les axes (5). Les lumières du dit « tambour », où passent les palettes, sont donc articulées axialement et en déplacement circulaire par rapport au centre de rotation du « tambour » et n'ont pas de déplacement radial, ce qui évite tout balourd et mouvement perturbateur créant des vibrations. Le maintien radial des segments est guidé par les parois des canaux de circulation et par leurs joints d'étanchéité dont la composition peut être variable selon la température des gaz ou des fluides utilisés. Ces joints peuvent être fabriqués en matériaux composites, ou en téflon, ou en céramique, ou en d'autres matières adaptées thermiquement et en frottements. La figure 2 représente le principe de l'articulation télescopique d'un secteur de segments du dit « tambour » et de deux palettes (3) traversant les lumières 25 pratiquées respectivement à travers les axes (5) insérés à l'intérieur des axes (6) où sont attenantes et solidaires sur chacun de leur côté, des charnières (8) et (9).Ces charnières relient les segments (10) et (12) qui enserrent le segment (11) du milieu. (Volontairement les joints 30 d'étanchéité n'ont pas été représentés afin de ne pas encombrer la clarté du schéma). La figure 3 représente le montage schématique d'une lumière articulée composée par l'axe (5) représenté séparément par la figure 4, et inséré dans l'axe creux (6) 35 représenté par la figure 5 où sont fixées les articulations 10 15 20 2978195. 7 (8) et (9) des segments respectifs (11) , (10) (représentés partiellement), ainsi que les joncs d'étanchéité (19). La figure 7 représente, en partie, la jonction d'angle des joints d'étanchéité (20) et (21) d'une palette et des ressorts (22) assurant la poussée de ces joints contre les parois du cylindre. Ils doivent être ajustés précisément, de façon à assurer l'étanchéité la plus efficace avec le moins de frottements et la lubrification peut être assurée de différentes manières selon l'utilisation de la machine (barbotage ou distribution sous pression). La présente invention projette l'utilisation en fonction moteur, pour récupérer le maximum de l'énergie, de gaz où de liquides à faible ou à forte pression à fort ou à faible volume. Par exemple : soit avec des gaz émanant d'échappement de moteurs thermiques, de turbines à gaz ou tous autres systèmes à fluides pressurisés ayant une faible pression mais de gros débits, soit avec des gaz frigorigènes fonctionnant en circuits fermés, chauffés par des panneaux solaires ou toutes autres sources thermiques puis condensés par des sources plus froides générant ainsi des flux de gaz moteurs. Ce type de moteur peut être aussi utilisé avec un gaz de forte pression ou détendu après avoir été hautement pressurisé, par exemple pour l'entraînement moteur de véhicules ou à d'autres applications de tractions ou transformé et adapté en moteur thermique. Hormis l'utilisation dans les diverses fonctions motrices, ce dispositif rotatif à palettes peut être utilisé en version pompe. L'entrée et la sortie des fluides devenant alors aspirant et refoulant, ou vice versa, selon le sens de rotation des palettes. 20 25 30 Said "drum" is composed of elements having on its periphery lights, each determined by a hollow axis (6) where is inserted concentrically an axis (5) comprising the light in which the pallet will slide. The axes (5) follow the variations of angular positions of the pallets relative to the tangent of the "drum". This angle is a function of the respective distance between the pallets, which is defined by its rotational position and relative to the center of rotation of said "drum". The axes (6), comprising the axes (5) of the lights and the sealing rods (19), are interconnected by three segments of circular portions (10) (11) and (12), but the number of can be variable depending on the diameter of the motor and the number of pallets. These segments are articulated together by sliding telescopically and are connected on each side to the axes (6) by respective hinges (8) and (9). All of this said "drum" is guided in rotation by two circular channels (or grooves) (15) made internally on the flanges on each side of the engine. Each channel has a seal at the bottom of the groove and seals (17) and (18) at its periphery. In these channels will flow the ends of the sides of the segments and their joints, and also the ends of the axes (6), containing the axes (5). The lights of the said "drum", where the pallets pass, are therefore articulated axially and in circular displacement relative to the center of rotation of the "drum" and have no radial displacement, which avoids any unbalance and disruptive movement creating vibration. The radial retention of the segments is guided by the walls of the circulation channels and by their seals whose composition may be variable depending on the temperature of the gases or fluids used. These seals may be made of composite materials, or teflon, or ceramic, or other thermally adapted materials and friction. FIG. 2 represents the principle of the telescopic articulation of a sector of segments of said "drum" and of two pallets (3) passing through the slots 25 made respectively through the axes (5) inserted inside the axes ( 6) where hinges (8) and (9) are adjacent and integral on each side. These hinges connect the segments (10) and (12) which enclose the segment (11) of the medium. (Voluntarily the seals 30 have not been shown so as not to clutter the clarity of the diagram). FIG. 3 shows the schematic arrangement of an articulated light composed of the axis (5) shown separately in FIG. 4, and inserted into the hollow axis (6) represented by FIG. 5, where the articulations are fixed. And (9) respective segments (11), (10) (shown partially), as well as the sealing rings (19). Figure 7 shows, in part, the corner junction of the seals (20) and (21) of a pallet and springs (22) ensuring the thrust of these seals against the walls of the cylinder. They must be precisely adjusted to ensure the most effective sealing with the least friction and lubrication can be provided in different ways depending on the use of the machine (bubbling or distribution under pressure). The present invention projects the use in motor function, to recover the maximum energy, gas or liquids low or high pressure at high or low volume. For example: with gases emanating from engine exhaust, gas turbines or any other pressurized fluid systems with low pressure but large flows, or with refrigerants operating in closed circuits, heated by solar panels or other thermal sources and then condensed by colder sources thus generating flows of engine gases. This type of engine can also be used with a high pressure gas or expanded after being highly pressurized, for example for the motor drive of vehicles or other applications of pulls or transformed and adapted as a heat engine. Apart from the use in the various motor functions, this rotary vane device can be used in pump version. The entry and exit of the fluids then becoming suction and discharge, or vice versa, according to the direction of rotation of the pallets. 20 25 30