FR3018542A1 - Machine volumetrique rotative - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une machine volumétrique rotative comportant : - un stator (7) dans lequel est monté le rotor pour délimiter un espace de travail d'un fluide, le rotor comprenant un moyeu (6) avec des palettes (2a, 2b, 2c, 2d) qui délimitent des chambres (8) dans l'espace de travail, et un obturateur (9) pourvu, pour chaque chambre (8), d'un passage (10) de circulation du fluide vers ou hors ladite chambre (8), - des butées (1a, 1b, 1c) mobiles par des moyens d'actionnement ; - des lumières dans le stator (7) aptes à ouvrir un passage (10) de l'obturateur (9) lorsque ladite lumière est en regard dudit passage (10) pour définir une phase d'ouverture du passage depuis un état fermé du passage (10) jusqu'à un état totalement ouvert du passage (10), et une phase de fermeture du passage (10) depuis l'état totalement ouvert à l'état fermé.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention est relative notamment à une machine volumétrique rotative pouvant être parfaitement bien équilibrée statiquement et dynamiquement en rotation et dans laquelle le flux peut être parfaitement continu en utilisant un seul rotor. Une application préférée concerne l'industrie de fabrication de pompes, de compresseurs ou de moteurs hydrauliques pneumatiques ou thermiques à combustion externe et concerne tous les domaines pour lesquelles de telles machines peuvent être utilisées.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Une machine volumétrique est connue du document WO-A1-03/046338 du même demandeur. Cette machine dispose d'un stator dans lequel une chambre cylindrique est aménagée et d'un rotor logé dans la chambre cylindrique et solidaire d'un arbre. La distribution du fluide de travail s'opère grâce à des palettes formées sur le rotor et des butées formées en correspondance dans le stator. Des moyens d'actionnement sont prévus pour déplacer les butées entre une position déployée et une position rentrée.

Dans cette machine volumétrique, il est prévu des butées qui sont portées chacune par un axe disposé à distance de ladite chambre cylindrique afin de pouvoir être commandées par des moyens mécaniques, hydrauliques, pneumatiques ou électriques ou par une combinaison desdits moyens disposés à distance de ladite chambre cylindrique.

Le volume de travail est exempt de toute forme de lubrification et peut fonctionner à sec et à hautes températures. Les butées sont basculantes, de manière à ce que la pression d'appui soit portée par ledit axe, le côté extérieur étant de préférence celui des hautes pressions et le côté opposé celui des basses pressions, l'articulation de ladite butée autour dudit axe pouvant ainsi être lubrifiée indépendamment sans influence à l'intérieur de ladite chambre cylindrique. La machine décrite dans le texte WO-A1-03/046338 donne globalement satisfaction, mais il demeure néanmoins qu'elle comporte trois défauts : - l'équilibrage des composants en rotation n'est pas parfait ; - le flux traversant la machine n'est jamais parfaitement continu ; - il faut un dispositif de commande des butées par rotor. À cela s'ajoute que l'ouverture et la fermeture de passages ne peuvent avoir lieu dans un temps infiniment court. Un temps plus ou moins long est nécessaire pour fermer ou ouvrir entièrement un passage, qu'il soit pour l'entrée ou la sortie de personnes, d'objets ou de fluides. Or dans la machine décrite dans le texte WO-A1-03/046338 cela génère des temps d'ouverture et de fermeture qui sont compensés sur deux ou plusieurs rotors. Et encore, le flux n'est pas parfaitement continu car étant disposé sur des ensembles écartés axialement les uns des autres, ce qui peut générer des vibrations et des déformations, en particulier de l'arbre moteur.

Le brevet américain US-B-3220388 présente par ailleurs une machine volumétrique rotative dont le flux est réglé par des butées. Le fluide traverse les butées. Cette machine a au moins deux défauts majeurs. Les butées ont une partie en regard du rotor qui n'est presque jamais jointive avec le rotor ; en effet, le rotor est excentré sur son arbre moteur alors que les faces des butées sont concentriques au stator, ce qui fait que le contact entre les dites faces des butées et le rotor ne peut se faire correctement, cela se voit bien à la figure 6, alors que l'inverse devrait être le cas. Cette machine, de par sa conception, comporte beaucoup de points de contact qu'il faut lubrifier. Le brevet US-B-4178900, présente une machine volumétrique rotative dont les figures jointes au texte annoncent déjà une machine ayant beaucoup de frottement. Dans cette machine, il y a des butées équipées de segments. Or ces segments sont fragiles par nature, ils génèrent des frottements, ils doivent être lubrifiés et refroidis. Une demande de brevet américain US-A1-2012/0224989 présente une machine volumétrique rotative dans laquelle une butée oscillante est présentée. Ses principaux défauts sont qu'elle comporte beaucoup de surfaces en contact les unes avec les autres, que ces contacts nécessitent une lubrification et un refroidissement pour que le lubrifiant ne gomme ni ne brûle. Il existe aussi des machines, révélant une variante de la machine volumétrique décrite dans le texte de brevet américain US-B1- 6868822, qui comportent des obturateurs assimilables à des butées articulées. Elle a au moins deux défauts majeurs. Le contact entre les butées et le rotor ne peut être que linéaire, de ce fait cette machine ne peut supporter les hautes pressions. Cette machine, de par sa conception, comporte beaucoup de points de contact qu'il faut lubrifier et refroidir pour que l'huile garde son pouvoir lubrifiant.

De manière générale, la machine objet de la présente demande permet de remédier au moins en partie aux défauts susmentionnés.

RESUME DE L'INVENTION Un aspect de l'invention concerne en particulier une machine volumétrique rotative comportant : - un stator dans lequel est monté le rotor de sorte à délimiter un espace de travail d'un fluide, le rotor comprenant un moyeu avec des palettes qui délimitent une pluralité de chambres dans l'espace de travail, et au moins un obturateur pourvu, pour chaque chambre, d'un passage de circulation du fluide vers ou hors ladite chambre, - des butées mobiles par des moyens d'actionnement entre : - une position déployée dans le volume d'une des chambres lors d'une phase de travail de manière à générer des variations de volumes de fluide 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, - des lumières dans le stator chacune apte à ouvrir un des passages de l'obturateur lorsque ladite lumière est en regard dudit passage de sorte à définir d'une part une phase d'ouverture du passage depuis un état fermé du passage jusqu'à un état totalement ouvert du passage, et d'autre part une phase de fermeture du passage depuis l'état totalement ouvert à l'état fermé ; De façon avantageuse, cette machine est telle que le rotor comporte au moins quatre palettes fixes disposées à distance angulaire égale autour du moyeu de façon à obtenir un ensemble équilibré en rotation ; - les butées les passages et les lumières sont configurés pour que la phase de fermeture d'un premier passage présente un recouvrement temporel avec la phase d'ouverture d'un autre passage. La machine proposée ici permet, suivant un aspect préférentiel de l'invention, d'obtenir un équilibrage parfait grâce à la mise en place de quatre palettes et un flux parfaitement continu par l'utilisation de: - quatre palettes qui sont solidaires du moyeu pour former le rotor, ce rotor forme donc un ensemble pouvant être parfaitement bien équilibré ; - trois butées qui sont logées dans le stator, mobiles et actionnées par des moyens mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques ou par une combinaison desdits moyens disposés à distance de la chambre cylindrique formant le volume de travail, de manière à ce que ledit 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 rotor, les butées étant positionnées très proches des composants adjacents lors de la phase de travail, de manière à générer des variations de volumes entres les palettes et les butées et rentrées dans le stator pour permettre le passage des palettes d'un côté à l'autre des butées ; - un unique rotor qui est équipé de deux obturateurs, fixés un de chaque côté du rotor ; - lorsque la machine est une pompe ou un compresseur, le fluide peut entrer dans la machine par des passages aménagés dans les butées ; il est aspiré par l'arrière des palettes lors de la rotation desdites palettes, puis est refoulé par l'avant des butées pour sortir par les passages aménagés dans les obturateurs en suivant le sens indiqué par des flèches ; - le fluide est évacué par des lumières aménagées dans le stator, leur nombre est égal à celui des butées, dans le présent cas, il y en a trois de chaque côté du rotor ; - les passages dans les obturateurs sont augmentés vers l'intérieur afin d'obtenir une section de passage des fluides indépendante de la valeur angulaire des lumières ; - lorsque la machine est un moteur hydraulique, pneumatique ou thermique à combustion externe, le rotor tourne dans le sens inverse ; - les admissions et les refoulements sont aussi inversés, l'admission devient refoulement et le refoulement devient admission. L'invention concerne une machine menée du genre pompe ou compresseur, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins un dispositif selon l'invention. L'invention concerne aussi une machine menante du genre moteur hydraulique, pneumatique ou thermique à combustion externe, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins un dispositif selon l'invention. Un autre aspect de l'invention est un procédé de gestion de circulation fluidique dans une machine volumétrique rotative dans lequel la phase de fermeture d'un premier passage présente un recouvrement temporel avec la phase d'ouverture d'un autre passage.

BREVE INTRODUCTION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description détaillée qui suit, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et comprenant les vues suivantes : - figure 1 : représentation linéaire du raisonnement à le base du concept de la machine correctement équilibrée dans laquelle le flux est continu ; - figure 2 : représentation circulaire du raisonnement sus-cité ; - figure 3 : vue en perspective d'un ensemble comptant quatre palettes et trois butées afin d'obtenir un rotor bien équilibré ; - figure 4 : vue en perspective d'un même ensemble expliquant comment le flux continu est obtenu ; - figure 5, 6, 7, 8, 9 et 10 : suite de dessins visualisant la gestion du flux ; - figure 11 : visualisation des pertes de charges contrôlées par gestion de la rugosité d'une pièce mobile. Ces dessins 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.

DESCRIPTION DETAILLEE Avant d'entrer dans le détail de formes préférées de réalisation de l'invention en référence aux dessins notamment, d'autres caractéristiques optionnelles de l'invention, qui peuvent être mises en oeuvre de façon combinée selon toutes combinaisons ou de manière alternative, sont indiquées ci-après : - les phases de fermeture et d'ouverture de passages 10 sont configurées pour maintenir constante la section globale de circulation entre les lumières et les passages 10; - la phase de fermeture du premier passage 10 débute en même temps que la phase d'ouverture de l'autre passage 10 ; - le nombre de butées la, 1 b, 1 c est inférieur de 1 au nombre de palettes 2a, 2b, 2c, 2d, les butées la, 1 b, lc étant disposées à distance angulaire égale autour du stator 7 ; - l'invention comporte trois butées la, lb et 1 c et quatre palettes 2a, 2b, 2c et 2d ; - la phase de fermeture du premier passage 10 et la phase d'ouverture de l'autre passage 10 présentent un recouvrement temporel avec une phase de rentrée d'une des butées dans le stator 7 ; - l'invention comporte un nombre de lumières égal à celui des butées la, 1b et 1c; - le stator 7 comporte des conduits en nombre égal à celui des butées la, 1 b et 1 c, les conduits étant configurés pour faire circuler le fluide dans une chambre 8 de façon complémentaire aux lumières, en admission ou en échappement ; - les butées la, lb et lc comportent un passage 11 configuré pour autoriser la circulation de fluide lorsque ledit passage 11 est en regard d'un des conduits du stator 7; - la machine est configurée pour travailler en pompe ou en compresseur de telle sorte que le fluide soit apte à : - entrer dans la machine par les passages 11 aménagés dans les butées la, lb et 1c; - être aspiré par l'arrière des palettes 2a, 2b, 2c et 2d lors de la rotation desdites palettes ; - être refoulé par l'avant des butées la, 1b et lc pour sortir par les passages 10 aménagés dans les obturateurs ; - être évacué par les lumières aménagés dans le stator ; - la machine est configurée pour travailler en moteur de telle sorte que le fluide soit apte à : - entrer dans la machine par les passages 10 aménagés dans les obturateurs, - exercer une pression par l'arrière des palettes 2a, 2b, 2c et 2d de sorte à produire une rotation, - être refoulé par les passages 11 aménagés dans les butées la, lb et 1 c par l'avant des butées la, 1 b et lc ; - être évacué par les lumières aménagés dans le stator. - en position déployée dans le volume des chambres 8, les butées la, 1 b, 1 c sont positionnées sans contact à proximité des éléments adjacents - les dimensions des faces du rotor associées aux faces du stator 7, les dimensions des faces des butées la, lb et lc associées aux faces du rotor et du stator 7, les jeux entre les faces du rotor et les faces du stator 7 associées, les jeux entre les faces des butées la, 1 b et lc et les faces du rotor et du stator 7 associées, la rugosité arithmétique de toutes les surfaces associées, sont définis tels qu'ils génèrent des turbulences dans lesdits 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 lesdits jeux ; - la rugosité arithmétique est obtenue à l'aide de microsillons aux flancs rugueux, lesdits microsillons étant disposés d'une part perpendiculairement au sens des fuites et d'autre part parallèlement entre eux ; - le moyeu 6 comporte, pour chaque passage 10, une portion en creux se poursuivant dans le passage 10 ; - les moyens d'actionnement des butées mobiles 1 a, 1 b et 1 c sont disposés à distance de la chambre 8. D'ores et déjà, il sera considéré que l'avant des butées, c'est-à-dire celui du plus grand rayon, est le côté des hautes pressions et que l'arrière des butées c'est-à-dire celui du plus petit rayon, est le côté des basses pressions. Cela est valable pour tous les cas de figure. L'invention met en oeuvre une pluralité de composants mécaniques au sein cette machine volumétrique avec un rotor unique et de façon à fournir un travail régulier tout au long de la rotation du rotor, sans déséquilibre de masses et en limitant voire en supprimant les discontinuités d'entrée/sortie de fluide. D'une manière générale, le rotor comporte un moyeu 6 avantageusement de forme cylindrique. Il coopère avec un stator dont la paroi interne est elle-aussi avantageusement cylindrique et de même axe de sorte à créer un espace intermédiaire assimilable à un tore de section transversale rectangulaire. Dans cette partie torique, des chambres 8 sont définies entre des palettes 2a, 2b, 2c, 2d en saillie radiales sur le moyeu 6 et latéralement entre des obturateurs 9. Ces palettes sont préférentiellement au nombre de 4 et s'organisent de sorte à former un système ayant une symétrie d'axe correspondant à l'axe de rotation du rotor. Ce dernier est donc de ce fait préférentiellement équilibré par répartition homogène de ses masses autour de l'axe. Les butées sont avantageusement semblables et montées à rotation chacune suivant un axe parallèle à celui du rotor. Elle comporte une partie distale avec une protubérance apte à s'insérer dans une chambre au cours de la rotation du rotor et agencée pour former une cloison étanche dans une chambre 8 de sorte à délimiter un volume de travail du fluide qui y est présent, volume de taille variable. Les obturateurs 9 sont équipés de passages pour le fluide, les passages ayant les même formes et dimensions. Les figures sont expliquées de manière plus détaillée dans les paragraphes suivants.

En référence à la figure 1, le fonctionnement est expliqué en prenant une pompe comme exemple. Sur la règle 4a, la butée la commence à refouler alors que la butée 1b n'a pas encore fini de refouler. Il y a, façon de parler, un recouvrement de fonction qui permet simultanément de fermer entièrement un passage et d'ouvrir entièrement le suivant dans le même délai. Les figures 5, 6, 7, 8, 9,10 visualisent le fonctionnement. La butée lc passe entre-temps par-dessus la palette 2c. Les règles 4b, 4c, 4d, 4e, 4d représentent la suite du cheminement en suivant la suite du trajet représenté par les flèches 3a, 3b. En référence à la figure 2, il est possible de moduler les valeurs de temps 3a et 3b) de manière à compenser les temps d'ouverture et de fermeture des entrées et sorties des fluides afin d'obtenir un flux continu dans cette machine en utilisant un seul rotor comptant quatre palettes 2a, 2b, 2c et 2d solidaires du moyeu 6 et en utilisant trois butées la, 1 b et lc articulées dans le stator. Le temps nécessaire à l'ouverture entière du passage des fluides au refoulement sur le trajet 3a est compensé par un temps de longueur réciproquement aussi long pour la fermeture du passage au trajet 3b. En considérant par exemple deux valeurs angulaires de 10° nécessaires à l'ouverture et à la fermeture des passages, si le temps d'ouverture du passage au trajet 3a est de 10° et que le temps de fermeture du passage 3b est aussi de 10°, le flux est continu. Il en résulte : - qu'un seul rotor suffit pour n'importe quelle cylindrée, ce qui n'exclut pas les machines multi rotors ; - qu'il n'est pas nécessaire de concevoir des machines avec un autre nombre de palettes et de butées autre quatre palettes et trois butées ; - que la distribution s'en trouve bien simplifiée puisque un seul dispositif de commande des butées suffit pour les trois butées. Cela n'exclut cependant pas que le fabricant peut concevoir des ensembles comptant plus ou moins de palettes et de butées, à son libre choix.

La figure 3 s'explique ainsi : - les palettes 2a, 2b, 2c, 2d sont solidaires du moyeu 6 pour former le rotor, ce rotor forme donc un ensemble pouvant être parfaitement bien équilibré ; - les trois butées 1 a, 1 b et 1 c sont logées dans le stator 7, mobiles et actionnées par des moyens mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques ou par une combinaison desdits moyens disposés à distance de la chambre cylindrique formant le volume de travail 8, de manière à ce que ledit 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 rotor, les butées étant positionnées très proches des composants adjacents lors de la phase de travail, de manière à générer des variations de volumes entres les palettes et les butées et rentrées dans le stator pour permettre le passage des palettes d'un côté à l'autre des butées. En référence à la figure 4, nous pouvons expliquer le transit. L'exemple donné est celui d'une pompe ou d'un compresseur. Ces deux machines ont un même sens de rotation donné par la flèche 5.

Le rotor est équipé de deux obturateurs 9, fixés chacun de chaque côté du rotor. Le fluide entre dans la machine par des passages 11 aménagés dans les butées 1 a, 1 b et 1 c, lesdits passages ayant une forme permettant de limiter les pertes de charges, est aspiré par l'arrière des palettes 2a, 2b, 2c et 2d lors de la rotation desdites palettes, est refoulé par l'avant des butées 1 a, 1 b et 1 c pour sortir par les passages 10 aménagés dans les obturateurs en suivant le sens indiqué par les flèches 13. Le fluide est évacué par des lumières aménagées dans le stator. Leur nombre est égal à celui des butées, dans le présent cas, il y en a trois de chaque côté du rotor. Ces passages sont symbolisés en figure 4 par des lignes épaisses non numérotées car, selon la position du rotor, chaque lumière peut avoir le repère 14 ou le repère 16, comme le montrent les figures 5, 6, 7, 8, 9 et 10. Ces lignes sont positionnées contre le rotor pour simplifier la présentation. Comme le sens de rotation est désigné par la flèche 5, on peut voir sur les deux lumières concernées que celle qui est proche de la butée 1 a va être ouverte et que celle qui est proche de la butée 1 b va être fermée.

Dans cet exemple, l'admission est radiale et le refoulement est latéral. Les passages 10 dans les obturateurs 9 sont augmentés vers l'intérieur selon l'exemple donné au repère 12 afin d'obtenir une section de passage des fluides indépendante de la valeur angulaire des lumières 10. Ces augmentations de section sont ici sous forme de parties en creux dans le moyeu et en correspondance avec une même forme en creux dans les obturateurs 9.

Il va de soi que dans un moteur pneumatique ou hydraulique, où le sens des efforts est inversé, tout le système fonctionne en sens inverse. Ainsi : - le rotor tourne dans le sens inverse ; - les admissions et les refoulements sont aussi inversés, le repère 13 indique alors l'admission et le repère 11 le refoulement ; - l'augmentation des sections de repère 12 peut être supprimée quand le fluide est un gaz comprimé, car un passage plus étroit suffit pour laisser entrer le fluide. En référence aux figures 5, 6, 7, 8, 9 et 10, nous voyons une suite de dessins expliquant le transit dans une pompe.

La figure 5 représente schématiquement un ensemble fonctionnant comme pompe ou compresseur. Cet ensemble tourne dans le sens indiqué par la flèche 5. On peut voir que le passage 14 est entièrement ouvert et que le passage 15 est entièrement fermé. Comme il est écrit plus avant, il faut un délai pour ouvrir ou fermer entièrement un passage. Les images suivantes vont l'illustrer. À la figure 6, l'on voit que le passage 14 se ferme alors que le passage 16 s'ouvre. Le passage 14 diminue d'une valeur angulaire 17 inversement proportionnelle et réciproque à la valeur de la grandeur d'ouverture du passage 16. La grandeur angulaire de la fermeture 15 est alors égale à la valeur de l'ouverture encore restante 14. De ce fait, les valeurs de recouvrement angulaires accordent un délai pour l'ouverture et la fermeture des passages 14, 15, 16 en gardant une section de passage à ouverture constante. Ce délai est gérable à volonté. Les figures 7, 8, 9, 10 représentent la suite du fonctionnement, c'est-à-dire de la fermeture du passage 14 et de l'ouverture du passage 16. Le fluide qui était refoulé par le passage 14 l'est par le passage 16 et lorsque le processus se poursuit, le flux est continu. L'étanchéité entre les parties mobiles et les parties fixes (en particulier des palettes relativement au stator) est préférentiellement obtenue par la gestion des jeux de fonctionnement et de la rugosité. 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. Il est donc possible de créer des turbulences dans un passage étroit, ces dites turbulences formant de fait l'étanchéité recherchée, car elles forment des obstacles aux fuites, 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 0,2 mm et la rugosité arithmétique à 1 mm, les turbulences génèrent des pertes de charges qui peuvent s'avérer être suffisantes pour obtenir l'étanchéité requise. La rugosité arithmétique peut être 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. De manière générale, l'étanchéité est obtenue parce : - qu'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 ; - 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.

Il est évident que l'obtention d'une étanchéité parfaite par pertes de charges contrôlées, c'est-à-dire une pression n+1 égale à zéro, figure 11, relève d'une mise en place précise des jeux de fonctionnement et d'une bonne gestion de l'usinage des sillons. Ces aspects sont définis par le fluide qui traverse la machine. Ainsi, lorsque le fluide est de l'huile, les contraintes ne sont pas identiques à celles qui valent lorsque le fluide est un gaz. En référence à la figure 11, nous voyons que : - le jeu de fonctionnement 18 est mis en place pour obtenir un fonctionnement sans frottement ; - des sillons 19, 20 sont usinés pour obtenir des turbulences 21 qui génèrent la gestion des pertes de charges souhaitées ; - la pression d'entrée est représentée par la flèche 22a.

Suite au déplacement des fuites dans le sens des flèches 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, n, n+1, où n représente un nombre indéfini de sillons, et des turbulences 21 rencontrées dans les sillons 19, 20 en cours de trajet, nous pouvons constater que : - la pression de fuite 22b est inférieure à la pression 22a ; - la pression suivante 22c est inférieure à la pression 22b ; - la pression suivante 22d est inférieure à la pression 22c ; - la pression suivante 22e est inférieure à la pression 22d); - la pression suivante n est inférieure à la pression 22e ; - la pression suivante n+1 est inférieure à la pression n.

La pression n+1 peut être supérieure ou égale à zéro. Il faut cependant bien remarquer que toutes les fuites sont internes, c'est-à-dire qu'elles ne sortent pas de la machine. Cette machine est très apte à servir de pompe à eau manuelle dans les pays en voie de développement, chez le jardinier amateur pour arroser son jardin en puisant l'eau d'une réserve qu'il aura créée lui-même ou même à vider des fûts de liquides quels qu'ils soient. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits mais s'étend à tous modes de réalisation conformes à son esprit.20 REFERENCES 1, la, lb, lc. Butées 2, 2a, 2b, 2c, 2d. Palettes 3a, 3b. Trajets 4a, 4b, 4c, 4d, 4e. Règles 5. Sens de rotation pour une pompe 6. Moyeu 7. Limite intérieure du stator 8. Chambre 9. Obturateur 10. Passage dans l'obturateur 11. Admission par le passage dans les butées 12. Augmentation de la section de passage dans le rotor et les obturateurs 13. Sens de sortie du fluide 14. Partie de passage ouverte 15. Partie de passage fermée 16. Ouverture du passage suivant 17. Fermeture du passage précédent 18. Jeu de fonctionnement ; 19, 20. Sillons usinés 21. Turbulences 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, n, n+1. Pressions des fuites. Les lignes pointillées marquent les temps de montées et de descentes des butées avant et après les palettes.

Claims (16)

1. REVENDICATIONS1 Machine volumétrique rotative comportant: - un stator (7) dans lequel est monté le rotor de sorte à délimiter un espace de travail d'un fluide, le rotor comprenant un moyeu (6) avec des palettes (2a, 2b, 2c, 2d) qui délimitent une pluralité de chambres (8) dans l'espace de travail, et au moins un obturateur (9) pourvu, pour chaque chambre (8), d'un passage (10) de circulation du fluide vers ou hors ladite chambre (8), - des butées (1a, lb, 1c) mobiles par des moyens d'actionnement entre : - une position déployée dans le volume d'une des chambres (8) lors d'une phase de travail de manière à générer des variations de volumes de fluide entre les palettes (2a, 2b, 2c, 2d) et les butées (1a, lb, 1c) ; - une position rentrée dans le stator (7) pour permettre le passage des palettes (2a, 2b, 2c, 2d) d'un côté à l'autre des butées (1a, 1b, 1c), - des lumières dans le stator (7) chacune apte à ouvrir un des passages (10) de l'obturateur (9) lorsque ladite lumière est en regard dudit passage (10) de sorte à définir d'une part une phase d'ouverture du passage depuis un état fermé du passage (10) jusqu'à un état totalement ouvert du passage (10), et d'autre part une phase de fermeture du passage (10) depuis l'état totalement ouvert à l'état fermé ; caractérisée par le fait que : - le rotor comporte au moins quatre palettes fixes (2a, 2b, 2c, 2d) disposées à distance angulaire égale autour du moyeu (6) de façon à obtenir un ensemble équilibré en rotation ; - les butées (1a, 1 b et 1c), les passages (10) et les lumières sont configurés pour que la phase de fermeture d'un premier passage (10) présente un recouvrement temporel avec la phase d'ouverture d'un autre passage (10).
2. 2. Machine selon la revendication 1, dans laquelle les phases de fermeture et d'ouverture de passages (10) sont configurées pour maintenir constante la section globale de circulation entre les lumières et les passages (10).
3. 3. Machine selon l'une des revendications précédentes dans laquelle la phase de fermeture du premier passage (10) débute en même temps que la phase d'ouverture de l'autre passage (10).
4. 4. Machine selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le nombre de butées (1a, lb, 1c) est inférieur de 1 au nombre de palettes (2a, 2b, 2c, 2d), les butées (1a, 1 b, 1c) étant disposées à distance angulaire égale autour du stator (7).
5. 5. Machine selon la revendication précédente, comportant 3 butées (1a, 1 b et 1C) et 4 palettes (2a, 2b, 2c et 2d).
6. 6. Machine selon la revendication précédente dans laquelle la phase de fermeture du premier passage (10) et la phase d'ouverture de l'autre passage (10) présentent un recouvrement temporel avec une phase de rentrée d'une des butées dans le stator (7).
7. 7. Machine selon l'une des revendications précédentes comportant un nombre de lumières égal à celui des butées (1a, lb et 1c).
8. 8. Machine selon l'une des revendications précédentes dans laquelle le stator (7) comporte des conduits en nombre égal à celui des butées (1a, 1 b et 1c), les conduits étant configurés pour faire circuler le fluide dans une chambre (8) de façon complémentaire aux lumières, en admission ou en échappement.
9. 9. Machine selon la revendication précédente dans laquelle les butées (1a, 1 b et 1c) comportent un passage (11) configuré pour autoriser la circulation de fluide lorsque ledit passage (11) est en regard d'un des conduits du stator (7).
10. 10. Machine selon la revendication précédente configurée pour travailler en pompe ou en compresseur de telle sorte que le fluide soit apte à : - entrer dans la machine par les passages (11) aménagés dans les butées (1a, lb et 1c), - être aspiré par l'arrière des palettes (2a, 2b, 2c et 2d) lors de la rotation desdites palettes, - être refoulé par l'avant des butées (1a, 1 b et 1c) pour sortir par les passages (10) aménagés dans les obturateurs - être évacué par les lumières aménagés dans le stator.
11. 11. Machine selon la revendication 9 configurée pour travailler en moteur de telle sorte que le fluide soit apte à : - entrer dans la machine par les passages (10) aménagés dans les obturateurs, - exercer une pression par l'arrière des palettes (2a, 2b, 2c et 2d) de sorte à produire une rotation, - être refoulé par les passages (11) aménagés dans les butées (1a, 1b et 1C) par l'avant des butées (1a, lb et 1c) ; - être évacué par les lumières aménagés dans le stator.
12. 12. Machine selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, dans laquelle : - en position déployée dans le volume des chambres (8), les butées (1a, 1 b, 1c) sont positionnées sans contact à proximité des éléments adjacents ; - les dimensions des faces du rotor associées aux faces du stator (7), les dimensions des faces des butées (1a, 1 b et 1c) associées aux faces du rotor et du stator (7), les jeux entre les faces du rotor et les faces du stator (7) associées, les jeux entre les faces des butées (1a, lb et 1c) et les faces du rotor et du stator (7) associées, la rugosité arithmétique de toutes les surfaces associées, sont définis tels qu'ils génèrent des turbulences dans lesdits 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.
13. 13. Machine selon la revendication précédente, dans laquelle les arêtes qui définissent le pourtour desdites différentes faces sont laissées vives ou ne sont que légèrement adoucies pour perturber le passage des fluides dans lesdits jeux.
14. 14. Machine selon l'une quelconque des deux revendications précédentes, dans laquelle la rugosité arithmétique est obtenue à l'aide de microsillons aux flancs rugueux, lesdits microsillons étant disposés d'une part perpendiculairement au sens des fuites et d'autre part parallèlement entre eux.
15. 15. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le moyeu (6) comporte, pour chaque passage (10), une portion en creux se poursuivant dans le passage (10).
16. 16. Machine selon l'une quelconque des revendications précédente, dans laquelle les moyens d'actionnement des butées mobiles (1a, 1b et 1c) sont disposés à distance de la chambre (8).