FR3086013A1 - VOLUMETRIC TURBINE AND EXPLOSION ENGINE INCLUDING THIS VOLUMETRIC TURBINE - Google Patents

VOLUMETRIC TURBINE AND EXPLOSION ENGINE INCLUDING THIS VOLUMETRIC TURBINE Download PDF

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Abstract

La présente invention a trait à une turbine volumétrique (1) comportant un carter (2) à l'intérieur duquel un rotor (3) entraine deux pales (31) en rotation selon un premier axe de rotation correspondant à l'arbre (30) du rotor (3), le carter (2) comportant un orifice d'admission (22) de fluide et un orifice d'échappement (23) de fluide. Selon l'invention, le carter (2) comporte un étranglement (25) occupant une portion radiale de son volume, l'étranglement (25) étant disposé de manière à isoler l'orifice d'admission (22) de l'orifice d'échappement (23) alors que les pales (31) sont montées mobiles en rotation selon un deuxième axe de rotation perpendiculaire à l'arbre (30) du rotor (3) afin de passer au travers de l'étranglement (25). La présente invention porte également sur un moteur à explosion (5) intégrant au moins une turbine volumétrique (1).The present invention relates to a volumetric turbine (1) comprising a casing (2) inside which a rotor (3) drives two blades (31) in rotation along a first axis of rotation corresponding to the shaft (30) of the rotor (3), the casing (2) comprising an inlet orifice (22) for fluid and an outlet orifice (23) for fluid. According to the invention, the casing (2) comprises a constriction (25) occupying a radial portion of its volume, the constriction (25) being arranged so as to isolate the intake orifice (22) from the orifice d exhaust (23) while the blades (31) are mounted mobile in rotation according to a second axis of rotation perpendicular to the shaft (30) of the rotor (3) in order to pass through the throttle (25). The present invention also relates to an internal combustion engine (5) incorporating at least one volumetric turbine (1).

Description

DescriptionDescription

Titre de l’invention : Turbine Volumétrique et moteur à explosion incluant cette turbine volumétrique [0001] La présente invention entre dans le domaine de la conversion de l’énergie cinétique d’un flux de fluide en énergie électrique et/ou en énergie motrice.Title of the invention: Volumetric turbine and internal combustion engine including this volumetric turbine The present invention is in the field of converting the kinetic energy of a flow of fluid into electrical energy and / or motive energy.

[0002] Plus particulièrement, la présente invention concerne une turbine volumétrique générant une énergie électrique ou participant à générer une énergie motrice.More particularly, the present invention relates to a volumetric turbine generating electrical energy or participating in generating motive energy.

[0003] De manière générale, une turbine volumétrique comporte un carter dans lequel un rotor entraîne des pales en rotation selon un axe de rotation correspondant à l’arbre du rotor. Le carter comporte un orifice d’admission de fluide et un orifice d’échappement de fluide.In general, a volumetric turbine comprises a casing in which a rotor drives blades in rotation along an axis of rotation corresponding to the shaft of the rotor. The housing has a fluid intake port and a fluid exhaust port.

[0004] Classiquement, le rotor est couplé à un alternateur qui permet de produire de l’énergie électrique lorsqu’il est entraîné par le rotor.Conventionally, the rotor is coupled to an alternator which makes it possible to produce electrical energy when it is driven by the rotor.

[0005] Toutefois, il est possible de constater des problématiques récurrentes sur les turbines volumétriques de l’état de la technique. Plus particulièrement, malgré un ajustement précis des pales aux parois internes du carter, il est fréquent qu’une partie du fluide ne soit pas évacuée du carter lorsque le fluide atteint l’orifice d’échappement de fluide. Le fluide non évacué est entraîné par la pale dans un nouveau cycle de compression et/ou de décompression. Cette problématique a tendance à diminuer le rendement de la turbine volumétrique.[0005] However, it is possible to note recurring problems on the volumetric turbines of the state of the art. More particularly, despite a precise adjustment of the blades to the internal walls of the casing, it is frequent that part of the fluid is not evacuated from the casing when the fluid reaches the fluid exhaust port. The non-discharged fluid is entrained by the blade in a new compression and / or decompression cycle. This problem tends to decrease the efficiency of the volumetric turbine.

[0006] Dans ce contexte, la demanderesse a développé une solution technique qui vise à améliorer le rendement d’une turbine volumétrique classique au travers d’une solution technique originale.In this context, the applicant has developed a technical solution which aims to improve the efficiency of a conventional volumetric turbine through an original technical solution.

[0007] Plus spécifiquement, un premier aspect de la présente invention se rapporte à une turbine volumétrique comportant un carter à l’intérieur duquel un rotor entraîne deux pales en rotation selon un premier axe de rotation correspondant à l’arbre du rotor, le carter comportant un orifice d’admission de fluide et un orifice d’échappement de fluide.More specifically, a first aspect of the present invention relates to a volumetric turbine comprising a housing inside which a rotor drives two blades in rotation along a first axis of rotation corresponding to the rotor shaft, the housing having a fluid inlet port and a fluid exhaust port.

[0008] La turbine volumétrique se caractérise en ce que le carter comporte un étranglement occupant une portion radiale de son volume, l’étranglement étant disposé de manière à isoler l’orifice d’admission de l’orifice d’échappement alors que les pales sont montées mobiles en rotation selon un deuxième axe de rotation perpendiculaire à l’arbre du rotor afin de passer au travers de l’étranglement.The volumetric turbine is characterized in that the casing has a throttle occupying a radial portion of its volume, the throttle being arranged so as to isolate the intake orifice from the exhaust orifice while the blades are mounted mobile in rotation along a second axis of rotation perpendicular to the rotor shaft in order to pass through the throttle.

[0009] Avantageusement, la coopération entre chaque pale, l’étranglement et l’orifice d’échappement permet d’optimiser l’évacuation du flux de fluide en fin de cycle de compression ou de détente. Cette caractéristique contribue à optimiser le rendement de production d’énergie électrique ou d’énergie motrice.Advantageously, the cooperation between each blade, the throttle and the exhaust port makes it possible to optimize the evacuation of the fluid flow at the end of the compression or expansion cycle. This characteristic contributes to optimizing the production yield of electrical energy or motive energy.

[0010] Selon une première caractéristique du premier aspect de l’invention, les pales sont reliées à l’arbre du rotor au travers d’une platine s’étendant au sein du carter de manière perpendiculaire à l’arbre du rotor, chaque pale est montée rotative sur la platine selon le deuxième axe de rotation.According to a first characteristic of the first aspect of the invention, the blades are connected to the rotor shaft through a plate extending within the casing perpendicular to the rotor shaft, each blade is rotatably mounted on the plate along the second axis of rotation.

[0011] En particulier, chaque pale est montée rotative selon le deuxième axe de rotation au sein d’un ajour ménagé sur la platine, l’ajour comportant une section correspondant à la section longitudinale de chaque pale.In particular, each blade is rotatably mounted along the second axis of rotation within an aperture formed on the plate, the aperture having a section corresponding to the longitudinal section of each blade.

[0012] Selon une deuxième caractéristique du premier aspect de l’invention, chaque pale comporte un axe de rotation leur assurant une mobilité selon le deuxième axe de rotation, une extrémité de l’axe de rotation étant reliée à des moyens de transmission actionnant, en amont et en aval de l’étranglement, une rotation de chaque pale selon le deuxième axe de rotation. Les moyens de transmission comportent une pièce d’engrènement disposée à l’extrémité de l’axe de rotation, la pièce d’engrènement étant configurée pour transmettre à l’axe de rotation de chaque pale un mouvement de rotation de 90°.According to a second characteristic of the first aspect of the invention, each blade has an axis of rotation providing them with mobility along the second axis of rotation, one end of the axis of rotation being connected to actuating transmission means, upstream and downstream of the throttle, a rotation of each blade along the second axis of rotation. The transmission means comprise a gear piece disposed at the end of the axis of rotation, the gear piece being configured to transmit to the axis of rotation of each blade a 90 ° rotational movement.

[0013] De plus, les moyens de transmission comportent un rail monté fixe par rapport au carter, l’extrémité de l’axe de rotation de chaque pale étant engagée avec le rail qui comprend deux transmetteurs mécaniques respectivement disposés en aval et en amont de l’étranglement de manière à entrainer la rotation de chaque pale via l’extrémité de leur axe de rotation.In addition, the transmission means comprise a rail mounted fixed relative to the housing, the end of the axis of rotation of each blade being engaged with the rail which comprises two mechanical transmitters respectively arranged downstream and upstream of the constriction so as to cause the rotation of each blade via the end of their axis of rotation.

[0014] Selon une troisième caractéristique du premier aspect de l’invention, l’étranglement comporte une lumière s’étendant selon un plan perpendiculaire à l’arbre du rotor.According to a third characteristic of the first aspect of the invention, the throttle includes a light extending in a plane perpendicular to the shaft of the rotor.

[0015] Un second aspect de l’invention concerne un moteur à explosion qui se caractérise en ce qu’il comprend une lumière d’admission connectée à l’orifice d’échappement d’une première turbine volumétrique conçue selon le premier aspect de l’invention, et assurant une fonction de turbine de compression d’un mélange de carburant/comburant.A second aspect of the invention relates to an internal combustion engine which is characterized in that it comprises an intake light connected to the exhaust orifice of a first volumetric turbine designed according to the first aspect of the invention, and ensuring the function of a compression turbine for a fuel / oxidizer mixture.

[0016] Avantageusement, l’utilisation d’une turbine volumétrique selon le premier aspect de l’invention en tant que turbine de compression permet de compresser de manière optimale le mélange de carburant/comburant avant son admission dans la lumière d’admission du moteur à explosion. Les caractéristiques de la turbine volumétrique du premier aspect de l’invention assurent une injection optimale du mélange de carburant/comburant au niveau de la lumière d’admission. Cette optimisation permet d’augmenter le rendement du moteur à explosion.Advantageously, the use of a volumetric turbine according to the first aspect of the invention as a compression turbine makes it possible to optimally compress the fuel / oxidizer mixture before it is admitted into the engine intake port. explosion. The characteristics of the volumetric turbine of the first aspect of the invention ensure optimal injection of the fuel / oxidizer mixture at the intake port. This optimization increases the efficiency of the internal combustion engine.

[0017] Selon une première caractéristique du second aspect de l’invention, le moteur à explosion comporte une chambre à explosion connectée à une seconde turbine vo lumétrique assurant une fonction de turbine de détente après explosion, la lumière d’admission de la turbine de détente étant reliée à l’orifice d’échappement de la turbine de compression.According to a first characteristic of the second aspect of the invention, the internal combustion engine comprises an internal combustion chamber connected to a second light-turbining turbine ensuring an expansion turbine function after explosion, the inlet light of the turbine of trigger being connected to the exhaust port of the compression turbine.

[0018] Selon une deuxième caractéristique du second aspect de l’invention, la turbine de compression et la turbine de détente sont montées sur un même rotor.According to a second characteristic of the second aspect of the invention, the compression turbine and the expansion turbine are mounted on the same rotor.

[0019] Selon une troisième caractéristique du second aspect de l’invention, le moteur à explosion possède un canal de distribution disposé entre l’orifice d’échappement et la lumière d’admission, le canal de distribution variant entre un état ouvert et un état obturé en fonction de la course d’au moins une pale de la turbine de compression et/ou de la course d’une pale de la turbine de détente. De préférence, le canal de distribution est ménagé dans un disque de distribution monté sur le même rotor que la turbine de compression et la turbine de détente [0020] D’autres particularités et avantages apparaîtront dans la description détaillée, qui suit, de deux exemples de réalisation, non limitatifs, de l’invention qui sont illustrés par les figures 1 à 8 placées en annexe et dans lesquelles :According to a third characteristic of the second aspect of the invention, the internal combustion engine has a distribution channel disposed between the exhaust orifice and the intake port, the distribution channel varying between an open state and a closed state as a function of the stroke of at least one blade of the compression turbine and / or the stroke of one blade of the expansion turbine. Preferably, the distribution channel is formed in a distribution disc mounted on the same rotor as the compression turbine and the expansion turbine. Other features and advantages will appear in the detailed description which follows of two examples non-limiting embodiments of the invention which are illustrated by FIGS. 1 to 8 placed in the appendix and in which:

la figure 1 est une représentation d’une coupe transversale du carter d’une turbine volumétrique conforme à un premier exemple de réalisation de l’invention ;Figure 1 is a representation of a cross section of the housing of a volumetric turbine according to a first embodiment of the invention;

la figure 2 est une représentation d’une vue supérieure des moyens de transmission assurant une rotation des pales selon un axe de rotation perpendiculaire à l’axe du rotor ;Figure 2 is a representation of a top view of the transmission means ensuring a rotation of the blades along an axis of rotation perpendicular to the axis of the rotor;

la figure 3 est une représentation d’une vue latérale des moyens de transmission de la figure 2 ;Figure 3 is a representation of a side view of the transmission means of Figure 2;

la figure 4 est une représentation d’une coupe transversale d’un carter comportant trois niveaux de pales réparties dans une chambre de transfert de fluide ;Figure 4 is a representation of a cross section of a housing having three levels of blades distributed in a fluid transfer chamber;

la figure 5 est une représentation en développé d’un moteur à explosion conforme à un second exemple de réalisation de l’invention, le moteur à explosion étant équipé d’une turbine de compression reliée à une turbine détente au travers d’une chambre à explosion ;FIG. 5 is a diagrammatic representation of an internal combustion engine in accordance with a second embodiment of the invention, the internal combustion engine being equipped with a compression turbine connected to an expansion turbine through a explosion;

la figure 6 est une représentation d’une coupe longitudinale A-A de la figure 5 ; la figure 7 est une représentation d’une coupe longitudinale B-B de la figure 5 ; et la figure 8 est une représentation d’une coupe transversale C-C de la figure 5. [0021] L’invention décrite dans ce document se rapporte à une turbine volumétrique 1.Figure 6 is a representation of a longitudinal section A-A of Figure 5; Figure 7 is a representation of a longitudinal section B-B of Figure 5; and Figure 8 is a representation of a cross section C-C of Figure 5. The invention described in this document relates to a volumetric turbine 1.

[0022] Comme illustré aux figures 1 et 4 à 8, la turbine volumétrique 1 comporte un carter 2 dont les parois internes 20 délimitent une chambre de transfert 21 de fluide. Dans le présent exemple, le carter 2 présente une forme cylindrique. De préférence, le carter 2 présente une forme cylindrique à base circulaire.As illustrated in Figures 1 and 4 to 8, the volumetric turbine 1 has a housing 2 whose internal walls 20 define a fluid transfer chamber 21. In the present example, the casing 2 has a cylindrical shape. Preferably, the casing 2 has a cylindrical shape with a circular base.

[0023] Typiquement, le carter 2 comporte un orifice d’admission 22 qui assure l’entrée d’un fluide sous pression à l’intérieur de la chambre de transfert 21. Ici, le fluide sous pression peut être formé par du gaz, de l’eau, du carburant etc.Typically, the casing 2 comprises an inlet orifice 22 which ensures the entry of a pressurized fluid inside the transfer chamber 21. Here, the pressurized fluid can be formed by gas, water, fuel etc.

[0024] Dans cet exemple, le carter 2 comporte également un orifice d’échappement 23 de fluide. L’orifice d’échappement 23 permet d’évacuer le fluide après un cycle de compression ou de détente. L’orifice d’admission 22 et l’orifice d’échappement 23 sont disposés à une distance radiale déterminée l’un de l’autre.In this example, the housing 2 also includes an exhaust port 23 for fluid. The exhaust port 23 allows the fluid to be removed after a compression or expansion cycle. The intake port 22 and the exhaust port 23 are arranged at a determined radial distance from each other.

[0025] En pratique, un nouveau cycle de compression ou de détente démarre lorsqu’une quantité déterminée d’un flux de fluide entre, via l’orifice d’admission 22, dans la chambre de transfert 21, entre deux pales 31. Parallèlement, un cycle de compression ou de détente s’achève lorsqu’une quantité déterminée d’un flux de fluide circulant dans la chambre de transfert 21 entre deux pales 21, s’évacue par l’orifice d’échappement 23.In practice, a new compression or expansion cycle starts when a determined quantity of a flow of fluid enters, via the inlet port 22, into the transfer chamber 21, between two blades 31. At the same time , a compression or expansion cycle ends when a determined quantity of a flow of fluid circulating in the transfer chamber 21 between two blades 21, is evacuated through the exhaust orifice 23.

[0026] Le carter 2 est équipé d’un rotor 3 qui s’étend longitudinalement dans la chambre de transfert 21 de fluide. Classiquement, le rotor 3 est monté rotatif par rapport à un stator 24 solidaire du carter 2. Le rotor 3 est monté rotatif autour d’un premier axe de rotation. Le premier axe de rotation correspond à l’arbre 30 du rotor 3.The housing 2 is equipped with a rotor 3 which extends longitudinally in the fluid transfer chamber 21. Conventionally, the rotor 3 is rotatably mounted relative to a stator 24 secured to the casing 2. The rotor 3 is rotatably mounted around a first axis of rotation. The first axis of rotation corresponds to the shaft 30 of the rotor 3.

[0027] Dans cet exemple, la turbine volumétrique 1 comprend au moins deux pales 31 qui sont entraînées en rotation par le rotor 3. La rotation des pales 31 s’effectue selon le premier axe de rotation. Ici, chaque pale 31 est délimitée par un contour 310 qui est ajusté aux parois internes 20 du carter 2. Ainsi, le contour 310 des pales 31 peut présenter une section longitudinale de diverses formes géométriques. Les figures 1 et 4 illustrent un contour 310 de pale 31 comprenant une section longitudinale en forme de quadrilatère. Plus particulièrement dans l’exemple la figure 4, le contour 310 présente un côté 311 au contact des parois internes 20 latérales du carter 2 qui forme un arc de cercle afin de s’ajuster aux parois interne 20 du carter 2. Cette forme du contour 310 de la pale 31 permet de ménager à l’intérieur d’un même carter 2 plusieurs niveaux de pales 31 ajustées les unes aux autres par leur contour 310 présentant un côté rectiligne en commun. De manière plus spécifique et comme illustré aux figures 1 et 4 à 7, chaque pale 31 est reliée à l’arbre 30 du rotor 3 au travers d’un axe de rotation 312. Toutefois, ici l’axe de rotation 312 n’est pas configuré libre en rotation. Cette caractéristique permet de maintenir chaque pale 31 dans un plan perpendiculaire, d’une part, au déplacement du flux de fluide à l’intérieur de la chambre de transfert 21, et d’autre part, à l’arbre 40 du rotor 3. Cette caractéristique permet d’optimiser le couple de la turbine volumétrique 1.In this example, the volumetric turbine 1 comprises at least two blades 31 which are rotated by the rotor 3. The blades 31 are rotated along the first axis of rotation. Here, each blade 31 is delimited by a contour 310 which is adjusted to the internal walls 20 of the casing 2. Thus, the contour 310 of the blades 31 may have a longitudinal section of various geometric shapes. Figures 1 and 4 illustrate a contour 310 of the blade 31 comprising a longitudinal section in the form of a quadrilateral. More particularly in the example in FIG. 4, the contour 310 has a side 311 in contact with the lateral internal walls 20 of the casing 2 which forms an arc of a circle in order to adjust to the internal walls 20 of the casing 2. This shape of the contour 310 of the blade 31 makes it possible to provide, inside the same casing 2, several levels of blades 31 adjusted to each other by their contour 310 having a straight side in common. More specifically and as illustrated in FIGS. 1 and 4 to 7, each blade 31 is connected to the shaft 30 of the rotor 3 through an axis of rotation 312. However, here the axis of rotation 312 is not not configured free to rotate. This characteristic makes it possible to maintain each blade 31 in a plane perpendicular, on the one hand, to the movement of the flow of fluid inside the transfer chamber 21, and on the other hand, to the shaft 40 of the rotor 3. This characteristic makes it possible to optimize the torque of the volumetric turbine 1.

[0028] Ici, chaque pale 31 est reliée à l’arbre 30 du rotor 3 au travers d’une platine 32. La turbine volumétrique 1 comporte au moins une platine 32. En pratique, la platine 32 est solidaire de l’arbre 30. La platine 32 est reliée à l’arbre 30 au travers d’au moins deux ailettes radiales 33 s’étendant depuis un bord radial intérieur 320 de la platine 32 vers l’arbre 30. Dans l’exemple de la figure 2, la platine 32 est reliée à l’arbre 30 au travers de quatre ailettes radiales 33.Here, each blade 31 is connected to the shaft 30 of the rotor 3 through a plate 32. The volumetric turbine 1 comprises at least one plate 32. In practice, the plate 32 is integral with the shaft 30 The plate 32 is connected to the shaft 30 through at least two radial fins 33 extending from an inner radial edge 320 of the plate 32 towards the shaft 30. In the example of FIG. 2, the plate 32 is connected to the shaft 30 through four radial fins 33.

[0029] La platine 32 s’étend, dans la chambre de transfert 21, selon un plan perpendiculaire à l’arbre 30 du rotor 3. Avantageusement, la platine 32 comporte un bord périphérique 34 ajusté aux parois interne 20 du carter 2.The plate 32 extends, in the transfer chamber 21, along a plane perpendicular to the shaft 30 of the rotor 3. Advantageously, the plate 32 has a peripheral edge 34 adjusted to the internal walls 20 of the casing 2.

[0030] Afin d’accueillir chaque pale 31, la platine 32 comporte un ajour 35 pour chaque pale 31. L’ajour 35 comporte une section correspondant à la section longitudinale de chaque pale 31. L’ajour 35 est délimité par une bordure 350. La bordure 350 dispose de dimensions légèrement supérieures à celles du contour 310 de la pale 31 que l’ajour 35 accueille. De par les dimensions de chaque pale 31 et de chaque ajour 35, le contour 310 de chaque pale 31 est ajusté à la bordure 350 de l’ajour 35 qui l’accueille.In order to accommodate each blade 31, the plate 32 has an aperture 35 for each blade 31. The aperture 35 has a section corresponding to the longitudinal section of each blade 31. The aperture 35 is delimited by an edge 350 The border 350 has dimensions slightly greater than those of the contour 310 of the blade 31 that the aperture 35 accommodates. By the dimensions of each blade 31 and of each aperture 35, the outline 310 of each blade 31 is adjusted to the edge 350 of the aperture 35 which receives it.

[0031] Dans l’exemple illustré aux figures 1 et 7, chaque pale 31 est montée rotative sur la platine 32 au travers de son axe de rotation 312. L’axe de rotation 312 correspond à un deuxième axe de rotation qui est perpendiculaire à l’arbre 30 du rotor 3. Plus particulièrement, chaque axe de rotation 312 comporte une première extrémité 313 engagée dans un palier lisse 36 ménagé à proximité du bord périphérique 34 de la platine 32.In the example illustrated in Figures 1 and 7, each blade 31 is rotatably mounted on the plate 32 through its axis of rotation 312. The axis of rotation 312 corresponds to a second axis of rotation which is perpendicular to the shaft 30 of the rotor 3. More particularly, each axis of rotation 312 has a first end 313 engaged in a smooth bearing 36 formed near the peripheral edge 34 of the plate 32.

[0032] L’axe de rotation 312 comprend une seconde extrémité 314 opposée à la première extrémité 313. La seconde extrémité 314 présente une portion engagée dans un palier lisse 37 disposé au niveau du bord radial intérieur 320 de la platine 32.The axis of rotation 312 includes a second end 314 opposite the first end 313. The second end 314 has a portion engaged in a plain bearing 37 disposed at the inner radial edge 320 of the plate 32.

[0033] En outre, chaque pale 31 est montée mobile en rotation dans un ajour 35 au travers de son axe de rotation, au sein d’un ajour 35 ménagé sur la platine 32.In addition, each blade 31 is rotatably mounted in an aperture 35 through its axis of rotation, within an aperture 35 formed on the plate 32.

[0034] Plus particulièrement, chaque pale 31 est mobile entre une position rétractée et une position déployée.More particularly, each blade 31 is movable between a retracted position and a deployed position.

[0035] En position rétractée, une pale 31 s’étend dans le même plan que la platine 32 et obture l’ajour 35.In the retracted position, a blade 31 extends in the same plane as the plate 32 and closes the opening 35.

[0036] En position déployée, une pale 31 s’étend dans un plan perpendiculaire à la platine 32 et s’oppose aux flux de fluide se déplaçant dans la chambre de transfert 21.In the deployed position, a blade 31 extends in a plane perpendicular to the plate 32 and opposes the flow of fluid moving in the transfer chamber 21.

[0037] Comme illustré aux figures 1 et 4 à 8, le carter 2 comporte au moins un étranglement 25 qui occupe une portion radiale du volume de la chambre de transfert 21. L’étranglement 25 comprend une lumière 250 s’étendant selon un plan perpendiculaire à l’arbre 30 du rotor 3. La lumière 250 réduit ponctuellement, au niveau de ladite portion radiale, le volume de la chambre de transfert 21. De préférence, la lumière 250 est dimensionnée de manière à ce que la platine 32 passe au travers de l’étranglement 25 sans frottement.As illustrated in Figures 1 and 4 to 8, the housing 2 has at least one constriction 25 which occupies a radial portion of the volume of the transfer chamber 21. The constriction 25 comprises a light 250 extending along a plane perpendicular to the shaft 30 of the rotor 3. The light 250 punctually reduces, at the level of said radial portion, the volume of the transfer chamber 21. Preferably, the light 250 is dimensioned so that the plate 32 passes to the through the throttle 25 without friction.

[0038] Dans cet exemple, l’étranglement 25 est disposé de manière à isoler l’orifice d’admission 22 de l’orifice d’échappement 23. En aval et à proximité d’une première extrémité 251 l’étranglement 25 est positionné l’orifice d’admission 22. Alors qu’en amont et à proximité d’une seconde extrémité 252 de l’étranglement 25 est positionné l’orifice d’échappement 23. Les extrémités 251, 252 de l’étranglement 25 sont opposées l’une de l’autre.In this example, the constriction 25 is arranged so as to isolate the intake port 22 from the exhaust port 23. Downstream and near a first end 251 the constriction 25 is positioned the inlet orifice 22. While upstream and near a second end 252 of the constriction 25 is positioned the exhaust port 23. The ends 251, 252 of the constriction 25 are opposite l one of the other.

[0039] De manière remarquable, la position de l’orifice d’échappement 23 en amont de l’étranglement 23 et la réduction ponctuelle du volume de la chambre de transfert 21, contribuent à optimiser l’évacuation du flux de fluide à la fin d’un cycle de compression ou de détente. Ces caractéristiques contribuent également à augmenter le rendement de production d’énergie électrique ou motrice de la turbine volumétrique 1. De manière ingénieuse, le caractère mobile des pales 31 selon le deuxième axe de rotation perpendiculaire à l’arbre 30 du rotor 3, leur permet de passer au travers de l’étranglement 25. Plus particulièrement, chaque pale 31 est configurée de manière à passer en position rétractée lorsque son ajour 35 arrive à proximité de la seconde extrémité 252 de l’étranglement 25. A l’inverse, lorsque l’ajour 35 d’une pale 31 dépasse la première extrémité 251 de l’étranglement 25, chaque pale 31 est configurée de manière à passer de sa positon rétractée à sa position déployée.Remarkably, the position of the exhaust orifice 23 upstream of the throttle 23 and the point reduction in the volume of the transfer chamber 21, contribute to optimizing the evacuation of the fluid flow at the end a compression or expansion cycle. These characteristics also contribute to increasing the output of electrical or driving energy production from the volumetric turbine 1. Ingeniously, the mobile nature of the blades 31 along the second axis of rotation perpendicular to the shaft 30 of the rotor 3, allows them to pass through the constriction 25. More particularly, each blade 31 is configured so as to pass into the retracted position when its aperture 35 arrives near the second end 252 of the constriction 25. Conversely, when the aperture 35 of a blade 31 exceeds the first end 251 of the constriction 25, each blade 31 is configured so as to pass from its retracted position to its deployed position.

[0040] La cinématique cyclique qui découle de la structure de la turbine volumétrique 1 facilite son entretien et optimise sa longévité.The cyclical kinematics which results from the structure of the volumetric turbine 1 facilitates its maintenance and optimizes its longevity.

[0041] Comme illustré aux figures 1 à 4 et 6 à 8, la turbine volumétrique 1 comporte des moyens de transmission 4. Les moyens de transmission 4 assurent la cinématique de chaque pale 31 et de leur passage de leur position rétractée à leur position déployée et vice versa. En effet, les moyens de transmission 4 actionnent en amont et en aval de l’étranglement 25 une rotation de chaque pale 31 selon le deuxième axe de rotation.As illustrated in Figures 1 to 4 and 6 to 8, the volumetric turbine 1 comprises transmission means 4. The transmission means 4 ensure the kinematics of each blade 31 and their passage from their retracted position to their deployed position and vice versa. In fact, the transmission means 4 actuate upstream and downstream of the throttle 25 a rotation of each blade 31 along the second axis of rotation.

[0042] A ces fins, chaque pale 31 est connectée aux moyens de transmission 4 au travers de sa seconde extrémité 314 de l’axe de rotation 312.For these purposes, each blade 31 is connected to the transmission means 4 through its second end 314 of the axis of rotation 312.

[0043] Dans l’exemple illustré aux figures 3 et 4, les moyens de transmission possèdent une pièce d’engrènement 40 disposée à la seconde extrémité 314 de l’axe de rotation 312. Cette pièce d’engrènement 40 est configurée pour transmettre à l’axe de rotation 312 de chaque pale 31 un mouvement de rotation de 90°.In the example illustrated in Figures 3 and 4, the transmission means have a gear piece 40 disposed at the second end 314 of the axis of rotation 312. This gear piece 40 is configured to transmit to the axis of rotation 312 of each blade 31 a rotational movement of 90 °.

[0044] En pratique, les moyens de transmission 4 comportent un rail 41 monté fixe par rapport au carter 2. Dans cet exemple, le rail 41 est monté sur le stator 24. Le rail 41 forme un cercle dont l’axe central correspond à l’arbre 30 du rotor 3.In practice, the transmission means 4 comprise a rail 41 mounted fixed relative to the housing 2. In this example, the rail 41 is mounted on the stator 24. The rail 41 forms a circle whose central axis corresponds to the shaft 30 of the rotor 3.

[0045] Ainsi, la seconde extrémité 314 de l’axe de rotation 312 de chaque pale 31 est engagée, via la pièce d’engrènement 40, avec le rail 41. En fonctionnement, la pièce d’engrènement 40 glisse sur le rail 41 au grès de la rotation de la platine 32. Le rail 41 permet de maintenir la pièce d’engrènement 40.Thus, the second end 314 of the axis of rotation 312 of each blade 31 is engaged, via the engagement piece 40, with the rail 41. In operation, the engagement piece 40 slides on the rail 41 with the sandstone of the rotation of the plate 32. The rail 41 keeps the engagement piece 40.

[0046] Afin de transmettre un mouvement de rotation de 90° à l’axe de rotation de chaque pale 31 en amont et en aval de l’étranglement 25, le rail 41 comprend deux transmetteurs mécaniques 42. Les deux transmetteurs mécaniques 42 occupent des positions respectives correspondant à la position en aval et la position en amont de l’étranglement 25. Ainsi, les transmetteurs mécaniques 42 coopèrent avec la pièce d’engrènement 40 de manière à entrainer une rotation de 90° de chaque pale 31 la faisant passer de sa position déployée à sa position rétractée et vice versa.In order to transmit a rotational movement of 90 ° to the axis of rotation of each blade 31 upstream and downstream of the throttle 25, the rail 41 comprises two mechanical transmitters 42. The two mechanical transmitters 42 occupy respective positions corresponding to the downstream position and the upstream position of the throttle 25. Thus, the mechanical transmitters 42 cooperate with the engagement part 40 so as to cause a rotation of 90 ° of each blade 31 causing it to pass from its deployed position to its retracted position and vice versa.

[0047] Comme illustré aux figures 2 et 3, la pièce d’engrènement 40 est formée par une pièce quadrangulaire. La pièce quadrangulaire comporte deux faces latérales 400 reliées par quatre tranches 401. Par ailleurs, les quatre tranches 401 sont reliées entre elles par des arrêtes 402. Chaque arrête 402 est fraisée formant ainsi un cran 404 s’étendant d’une face latérale 400 à l’autre. La pièce quadrangulaire comporte un perçage 403 traversant et correspondant à l’axe central de chaque face latérale 400. Le perçage 403 permet de solidariser la pièce d’engrènement 40 à la seconde extrémité 314 de l’axe de rotation 312.As illustrated in Figures 2 and 3, the engagement piece 40 is formed by a quadrangular piece. The quadrangular part has two lateral faces 400 connected by four edges 401. Furthermore, the four edges 401 are connected to each other by stops 402. Each stop 402 is countersunk thus forming a notch 404 extending from a lateral face 400 to the other. The quadrangular part comprises a through hole 403 and corresponding to the central axis of each lateral face 400. The hole 403 makes it possible to secure the engaging part 40 at the second end 314 of the axis of rotation 312.

[0048] Dans cet exemple, la pièce d’engrènement 40 glisse sur le rail 41 sur une tranche 401 entre chaque transmetteur mécanique 42. Au niveau de chaque transmetteur mécanique 42, le rail 41 comporte un renfoncement 43. Le transmetteur mécanique 42 est formé par une tige 44 solidaire du stator 24 et perpendiculaire au rail 41. La tige 44 est solidarisée au stator 24 de part et d’autre du renfoncement 43 (illustré à la figure 3). Ici, la tige 44 s’étend au dessus du renfoncement 43 du rail 41.In this example, the engagement piece 40 slides on the rail 41 on a wafer 401 between each mechanical transmitter 42. At each mechanical transmitter 42, the rail 41 has a recess 43. The mechanical transmitter 42 is formed by a rod 44 secured to the stator 24 and perpendicular to the rail 41. The rod 44 is secured to the stator 24 on either side of the recess 43 (illustrated in FIG. 3). Here, the rod 44 extends above the recess 43 of the rail 41.

[0049] Ainsi, lorsque la pièce d’engrènement 40 rentre au contact du transmetteur mécanique 42, le cran 404, en position proximale du transmetteur mécanique 42, s’engrène dans la tige 44 qui induit une rotation de 90° de la pièce d’engrènement 40. La pièce d’engrènement 40 transmet le mouvement de rotation de 90° à l’axe de rotation 312 de la pale 31.Thus, when the engagement piece 40 comes into contact with the mechanical transmitter 42, the notch 404, in the proximal position of the mechanical transmitter 42, engages in the rod 44 which induces a rotation of 90 ° of the piece d meshing 40. The meshing piece 40 transmits the rotational movement of 90 ° to the axis of rotation 312 of the blade 31.

[0050] En pratique, de par la conception des moyens de transmission, chaque pale 31 comporte deux positions déployées et deux position rétractée. Les deux positions déployées et les deux positions rétractées sont identiques de par la conception symétrique de chaque pale 31.In practice, by design of the transmission means, each blade 31 has two deployed positions and two retracted position. The two deployed positions and the two retracted positions are identical due to the symmetrical design of each blade 31.

[0051] Dans l’exemple de la figure 4, la turbine volumétrique 1 comporte trois platines 32 qui s’étendent respectivement dans la chambre de transfert 21 selon trois niveaux différents. Avantageusement, un étranglement 25 est disposé sur la course de rotation de chaque platine 32. De préférence, les trois étranglements 25 se superposent, c’est-à-dire, que les trois étranglements 25 sont situés à la même position du carter 2, selon trois niveaux différents. En effet, la première extrémité 251 et la seconde extrémité 252 de chaque étranglement 25 sont situées sur un même axe qui s’étend longitudinalement par rapport au carter 2.In the example of Figure 4, the volumetric turbine 1 has three plates 32 which extend respectively in the transfer chamber 21 according to three different levels. Advantageously, a constriction 25 is arranged on the rotation stroke of each plate 32. Preferably, the three constrictions 25 are superimposed, that is to say, that the three constrictions 25 are located at the same position of the casing 2, according to three different levels. Indeed, the first end 251 and the second end 252 of each constriction 25 are located on the same axis which extends longitudinally relative to the casing 2.

[0052] En outre, chaque platine 32 porte au moins deux pales 31 montées également mobiles en rotation entre deux positions, une position déployée et une position repliée.In addition, each plate 32 carries at least two blades 31 also mounted movable in rotation between two positions, a deployed position and a folded position.

[0053] Dans cet exemple, afin d’actionner de manière simultanée chaque pale 31 disposée sur trois platines différentes, les moyens de transmission 4 comportent un premier rail 411 solidaires du stator 24 disposé d’un premier côté 26 du carterIn this example, in order to simultaneously actuate each blade 31 arranged on three different plates, the transmission means 4 comprise a first rail 411 secured to the stator 24 disposed on a first side 26 of the casing

2. Le premier rail 411 est solidarisé au stator 24 au travers d’un jeu de pattes 412 qui maintien le rail 411 à distance du stator 24.2. The first rail 411 is secured to the stator 24 through a set of lugs 412 which hold the rail 411 away from the stator 24.

[0054] Il est à noter que le premier rail 411 comporte une première portion 413 qui s’étend dans un plan proximal du stator 24. De plus, le premier rail 411 comporte une seconde portion 414 du stator 24 qui s’étend dans un plan distal du stator 24. La première portion 413 est disposée à une distance plus réduite du stator 24 que la seconde portion 414. La distance entre le premier rail 411 et le stator 24 est déterminée par la longueur des pattes 412.It should be noted that the first rail 411 has a first portion 413 which extends in a plane proximal to the stator 24. In addition, the first rail 411 comprises a second portion 414 of the stator 24 which extends in a distal plane of the stator 24. The first portion 413 is disposed at a shorter distance from the stator 24 than the second portion 414. The distance between the first rail 411 and the stator 24 is determined by the length of the legs 412.

[0055] De manière remarquable, le passage de la première portion 413 à la seconde portion 414 coïncide avec le passage de chaque pale 31 de sa position déployée à sa position rétractée et vice versa.Remarkably, the passage from the first portion 413 to the second portion 414 coincides with the passage of each blade 31 from its deployed position to its retracted position and vice versa.

[0056] Les moyens de transmission 4 comportent un second rail 416 solidaire du stator 24 et disposé d’un second côté 27 du carter 2. Parallèlement au premier rail 411, le second rail 416 est solidarisé au stator 24 par des pattes 412. Le second rail 416 comporte également une première portion 413 et une seconde portion 414, toutefois leur position est inversée par rapport à leur position sur le premier rail 411.The transmission means 4 comprise a second rail 416 secured to the stator 24 and disposed on a second side 27 of the casing 2. Parallel to the first rail 411, the second rail 416 is secured to the stator 24 by lugs 412. The second rail 416 also includes a first portion 413 and a second portion 414, however their position is reversed relative to their position on the first rail 411.

[0057] Par ailleurs, la seconde extrémité 314 de chaque pale 31 est reliée au travers de sa pièce d’engrènement 40 à une tringle 45. La tringle 45 comporte deux extrémités 450 respectivement reliées au premier rail 411 et au second rail 416.Furthermore, the second end 314 of each blade 31 is connected through its engagement piece 40 to a rod 45. The rod 45 has two ends 450 respectively connected to the first rail 411 and to the second rail 416.

[0058] Ainsi, la configuration de chaque rail 411, 416 et de leurs portions 413, 414 induisent un mouvement de translation de la tringle 45 en fonction de la course de ses extrémités 450 sur les rails 411, 416.Thus, the configuration of each rail 411, 416 and their portions 413, 414 induce a translational movement of the rod 45 as a function of the travel of its ends 450 on the rails 411, 416.

[0059] Avantageusement, la pièce d’engrènement 40 est montée rotative par rapport à la tringle 45. Cette conception lui permet de transformer le mouvement de translation longitudinale de la tringle en mouvement de rotation, entraînant ainsi l’axe de rotation 312 des pales 31.Advantageously, the engagement piece 40 is rotatably mounted relative to the rod 45. This design allows it to transform the longitudinal translational movement of the rod into rotational movement, thus causing the axis of rotation 312 of the blades 31.

[0060] Cette conception spécifique des moyens de transmission 4 forme un mécanisme de came qui permet de synchroniser la rotation de chaque pale 31 disposée dans une même position sur différentes platines 32.This specific design of the transmission means 4 forms a cam mechanism which makes it possible to synchronize the rotation of each blade 31 arranged in the same position on different plates 32.

[0061] Il est ainsi possible d’optimiser la conception de la turbine volumétrique 1 en ménageant à l’intérieur du carter 2 un nombre déterminé de platine 32 sur plusieurs étages.It is thus possible to optimize the design of the volumetric turbine 1 by providing, inside the casing 2, a determined number of plates 32 over several stages.

[0062] L’étagement de platines 32 synchronisées permet d’optimiser le rendement de production d’énergie électrique ou d’énergie motrice de la turbine volumétriqueThe staging of synchronized plates 32 makes it possible to optimize the output of electrical energy or motive power from the volumetric turbine

1.1.

[0063] Dans l’exemple illustré aux figures 5 à 8, la turbine volumétrique 1 est intégrée à un moteur à explosion 5. Dans cet exemple la turbine volumétrique 1 assure une fonction de turbine de compression 10 d’un mélange carburant/comburant qui est inséré dans l’orifice d’admission 22.In the example illustrated in Figures 5 to 8, the positive displacement turbine 1 is integrated with an internal combustion engine 5. In this example the positive displacement turbine 1 performs the function of a compression turbine 10 of a fuel / oxidizer mixture which is inserted into the inlet 22.

[0064] Typiquement, le moteur à explosion 5 comporte une chambre à explosion 50 qui comprend une lumière d’admission 51. Le mélange carburant/comburant compressé pénètre dans la chambre à explosion 50 au travers de la lumière d’admission 51. La chambre à explosion 50 comporte par ailleurs une turbine volumétrique 1 assurant une fonction de turbine de détente 100 après explosion. Afin de déclencher l’explosion, la chambre à explosion 50 est équipée d’au moins une bougie 52. De préférence, la turbine de compression 10 et la turbine de détente 100 sont montées sur l’arbre 30 du même rotor 3. Afin de libérer les gaz d’échappement issus de l’explosion, la turbine de détente 100 possède une lumière d’échappement 55 disposée en amont de son étranglement 25 (illustré à la figure 8).Typically, the internal combustion engine 5 includes an explosion chamber 50 which includes an intake port 51. The compressed fuel / oxidizer mixture enters the explosion chamber 50 through the intake port 51. The chamber with an explosion 50 also comprises a volumetric turbine 1 ensuring the function of an expansion turbine 100 after explosion. In order to trigger the explosion, the explosion chamber 50 is equipped with at least one spark plug 52. Preferably, the compression turbine 10 and the expansion turbine 100 are mounted on the shaft 30 of the same rotor 3. In order to release the exhaust gases from the explosion, the expansion turbine 100 has an exhaust port 55 disposed upstream of its throttle 25 (illustrated in FIG. 8).

[0065] Dans cet exemple, la lumière d’admission 51 est connectée à l’orifice d’échappement 23 de la turbine de compression 10. A cet effet, le moteur à explosion 5 possède un canal de distribution 53 disposé entre l’orifice d’échappement 23 et la lumière d’admission 51. Plus particulièrement, le canal de distribution 53 varie entre un état ouvert et un état obturé en fonction de la course d’au moins une pale 31 de la turbine de compression 10 et/ou de la course d’au moins une pale 31 de la turbine de détente 100.In this example, the intake port 51 is connected to the exhaust port 23 of the compression turbine 10. For this purpose, the internal combustion engine 5 has a distribution channel 53 disposed between the port exhaust 23 and the intake port 51. More particularly, the distribution channel 53 varies between an open state and a closed state as a function of the stroke of at least one blade 31 of the compression turbine 10 and / or the stroke of at least one blade 31 of the expansion turbine 100.

[0066] Le canal de distribution 53 est configuré de manière à passer de son état obturé à son état ouvert lorsqu’une pale 31 de la turbine de compression 10 arrive à proximité de la première extrémité 251 de l’étranglement 25. Parallèlement, du fait que la turbine de compression 10 et la turbine de détente 100 soient montées sur le même arbre 30, une pale 31 de la turbine de détente 100 arrive à proximité de la seconde extrémité 252 de son étranglement 25 lorsque le canal de distribution 53 passe de son état obturé à son état ouvert. Suivant cette synchronisation, la chambre à explosion 50 se forme temporairement de manière cyclique lors du passage du canal de distribution 53 dans son état ouvert.The distribution channel 53 is configured so as to pass from its closed state to its open state when a blade 31 of the compression turbine 10 arrives near the first end 251 of the throttle 25. At the same time, fact that the compression turbine 10 and the expansion turbine 100 are mounted on the same shaft 30, a blade 31 of the expansion turbine 100 arrives near the second end 252 of its throttle 25 when the distribution channel 53 passes from its closed state to its open state. Following this synchronization, the explosion chamber 50 is temporarily formed cyclically during the passage of the distribution channel 53 in its open state.

[0067] Ainsi, la synchronisation du fonctionnement de la turbine de compression 10, de la turbine de détente 100 et du canal de distribution 53 permet d’optimiser le transfert du mélange carburant/comburant depuis la turbine de compression 10 vers la turbine de détente 100.Thus, the synchronization of the operation of the compression turbine 10, the expansion turbine 100 and the distribution channel 53 makes it possible to optimize the transfer of the fuel / oxidant mixture from the compression turbine 10 to the expansion turbine 100.

[0068] Dans cet exemple, le canal de distribution 53 est ménagé dans un disque de distribution 54 monté sur le même rotor 30 que la turbine de compression 10 et la turbine de détente 100. Le disque de distribution 54 tourne au sein d’un logement 56 qui lui est spécifique (illustré aux figures 5, 6 et 8).In this example, the distribution channel 53 is formed in a distribution disc 54 mounted on the same rotor 30 as the compression turbine 10 and the expansion turbine 100. The distribution disc 54 rotates within a housing 56 which is specific to it (illustrated in FIGS. 5, 6 and 8).

[0069] Toutefois, le canal de distribution 53 pourrait également être équipé par tout moyen permettant de le faire passer d’un état ouvert à un état obturé et vice versa. Par exemple, le canal de distribution 53 peut comprendre une électrovanne remplissant cette fonction.However, the distribution channel 53 could also be equipped by any means allowing it to pass from an open state to a closed state and vice versa. For example, the distribution channel 53 may include a solenoid valve fulfilling this function.

[0070] La coopération entre la turbine de compression 10, la turbine de détente 100, le canal de distribution 53 et la chambre d’explosion 50 permet d’optimiser le rendement du moteur à explosion 5.The cooperation between the compression turbine 10, the expansion turbine 100, the distribution channel 53 and the explosion chamber 50 makes it possible to optimize the efficiency of the internal combustion engine 5.

[0071] Comme illustré aux figures 5 à 8, la turbine de détente 100 est construite sur le même principe que la turbine de compression 10 mais présente quelques ajustements de conception de manière à optimiser la transformation de l’énergie cinétique induite par l’explosion en énergie motrice.As illustrated in Figures 5 to 8, the expansion turbine 100 is built on the same principle as the compression turbine 10 but has some design adjustments so as to optimize the transformation of the kinetic energy induced by the explosion in motor energy.

[0072] A cet effet, il est nécessaire que l’espace de prise de pression défini entre deux pales 31 soit étanche. Comme illustré aux figures 5 à 8, la turbine de détente 100 comporte des moyens d’étanchéité sous forme de jeux de segments. En particulier, l’étranglement 25 comporte des jeux de segments 253 qui s’étendent radialement au sein de la lumière 250. Les jeux de segments 253 peuvent être disposés aux seules extrémités 251, 252 de l’étranglement 25. Toutefois, il est également possible de disposer des jeux de segments 253 à écartement régulier entre chaque extrémité 251, 252 de l’étranglement 25. En optimisant l’étanchéité de l’étranglement 25, les jeux de segments 253 contribuent à améliorer le couple de la turbine détente 100.For this purpose, it is necessary that the pressure tapping space defined between two blades 31 is sealed. As illustrated in FIGS. 5 to 8, the expansion turbine 100 includes sealing means in the form of sets of segments. In particular, the constriction 25 comprises sets of segments 253 which extend radially within the lumen 250. The sets of segments 253 can be disposed at the only ends 251, 252 of the constriction 25. However, it is also possible to have sets of segments 253 with regular spacing between each end 251, 252 of the throttle 25. By optimizing the sealing of the throttle 25, the sets of segments 253 contribute to improving the torque of the expansion turbine 100.

[0073] Dans cette optique, les pales 31 présentent un contour 310 circulaire qui facilite la segmentation. En effet, un jeu de segments 315 est disposé sur le contour 310 de la pale 31 afin d’assurer l’étanchéité de la platine 32 lorsque la pale 31 est en position rétractée.In this context, the blades 31 have a circular contour 310 which facilitates segmentation. Indeed, a set of segments 315 is arranged on the contour 310 of the blade 31 in order to ensure the sealing of the plate 32 when the blade 31 is in the retracted position.

[0074] Par ailleurs, le carter 2 est également équipé de jeux de segments 28 qui s’étendent sur le pourtour des parois internes 20 de part et d’autre de la platine 32. Le bord périphérique 34 de la platine 32 est ainsi emboîté dans un profilé en forme de U créé par un jeu de segment 28 au dessus de la platine 32 et un second jeu de segment 28 disposé de manière inférieure à la platine 32.Furthermore, the casing 2 is also equipped with sets of segments 28 which extend around the periphery of the internal walls 20 on either side of the plate 32. The peripheral edge 34 of the plate 32 is thus fitted in a U-shaped profile created by a set of segments 28 above the plate 32 and a second set of segments 28 disposed below the plate 32.

[0075] Comme illustré aux figures 5 à 7, le carter 2 peut également comprendre des jeux de segments 57 disposés sur les parois internes du logement 56. Ces jeux de segments 57 permettent d’assurer l’étanchéité du logement 56 et le cas échéant du transfert du mélange carburant/comburant lorsque le canal de distribution 54 passe dans son état ouvert.As illustrated in Figures 5 to 7, the casing 2 can also include sets of segments 57 arranged on the internal walls of the housing 56. These sets of segments 57 make it possible to seal the housing 56 and if necessary transfer of the fuel / oxidizer mixture when the distribution channel 54 passes into its open state.

[0076] L’étranglement 25 peut comporter au moins un lubrificateur 253 permettant de lubrifier la platine 32. Cette caractéristique permet d’optimiser la longévité de la turbine de détente 100 et de faciliter son entretien.The throttle 25 may include at least one lubricator 253 for lubricating the plate 32. This characteristic makes it possible to optimize the longevity of the expansion turbine 100 and to facilitate its maintenance.

[0077] Comme illustré aux figures 5 et 6, la turbine de compression 10 et la turbine de détente 100 comportent toutes deux un étranglement 25. Bien que monté sur le même rotor 3, l’étranglement 25 de chaque turbine 10,100 est décalé radialement. Cette configuration permet d’optimiser le transfert de carburant/ comburant compressé. En effet, le transfert a lieu en fin de cycle de compression alors qu’une pale 31 de la turbine de compression 10 arrive en amont de l’étranglement 25 et qu’une pale 31 de la turbine de détente 100 entame un nouveau cycle de détente en aval de l’étranglement 25 de la turbine détente 100.As illustrated in Figures 5 and 6, the compression turbine 10 and the expansion turbine 100 both have a throttle 25. Although mounted on the same rotor 3, the throttle 25 of each turbine 10,100 is offset radially. This configuration optimizes the transfer of compressed fuel / oxidizer. Indeed, the transfer takes place at the end of the compression cycle while a blade 31 of the compression turbine 10 arrives upstream of the throttle 25 and a blade 31 of the expansion turbine 100 begins a new cycle of expansion downstream of the throttle 25 of the expansion turbine 100.

[0078] Avantageusement, la cinématique du moteur à explosion 5 implique une admission en continue au niveau de l’orifice d’admission 22 de la turbine de compression 10. Parallèlement, la lumière d’échappement 55 de la turbine de détente 100 réalise également un échappement en continu.Advantageously, the kinematics of the internal combustion engine 5 involves continuous admission at the intake port 22 of the compression turbine 10. At the same time, the exhaust port 55 of the expansion turbine 100 also achieves a continuous exhaust.

[0079] La cinématique d’un moteur à explosion classique entraîne une variation angulaire du vilebrequin par rapport à la bielle, or, le couple n’est optimal que lorsque le vilebrequin et la bielle sont perpendiculaires. A l’inverse, selon l’invention chaque pale 31 de la turbine de détente s’étend dans un plan perpendiculaire à l’arbre 30 du rotor 3 tout au long de sa course efficace qui correspond à sa course en prise de pression. Cette caractéristique permet d’optimiser le couple du moteur à explosion 5.The kinematics of a conventional combustion engine causes an angular variation of the crankshaft relative to the connecting rod, however, the torque is optimal only when the crankshaft and the connecting rod are perpendicular. Conversely, according to the invention each blade 31 of the expansion turbine extends in a plane perpendicular to the shaft 30 of the rotor 3 throughout its effective stroke which corresponds to its stroke in pressure tap. This characteristic makes it possible to optimize the torque of the internal combustion engine 5.

[0080] De plus l’utilisation de deux turbines volumétriques 1 remplissant respectivement une fonction de turbine de compression et de turbine de détente, toutes deux couplées avec un canal de distribution 53 assure une compacité du moteur à explosion 5. A titre indicatif, ce paramètre de compacité peut être intéressant dans le cadre d’un véhicule hybride.In addition the use of two volumetric turbines 1 respectively fulfilling a function of compression turbine and expansion turbine, both coupled with a distribution channel 53 ensures compactness of the internal combustion engine 5. As an indication, this compactness parameter can be interesting in the context of a hybrid vehicle.

[0081] La conception du moteur à explosion 5 tend à réduire les coûts de fabrication de par un nombre de pièces réduites par rapport à moteur à explosion classique. [0082] Par ailleurs la continuité de la cinématique du mouvement de rotation de la turbine de compression et de la turbine de détente permet d’augmenter la longévité du moteur à explosion 5 par rapport à un moteur classique dont le piston et le vilebrequin travaillent selon un mouvement alternatif causant des pertes d’énergie.The design of the internal combustion engine 5 tends to reduce manufacturing costs by a reduced number of parts compared to a conventional internal combustion engine. Furthermore, the continuity of the kinematics of the rotation movement of the compression turbine and of the expansion turbine makes it possible to increase the longevity of the internal combustion engine 5 compared to a conventional engine whose piston and crankshaft work according to reciprocating motion causing energy loss.

Claims (12)

RevendicationsClaims 1. Turbine volumétrique (1) comportant un carter (2) à l'intérieur duquel un rotor (3) entraîne deux pales (31) en rotation selon un premier axe de rotation correspondant à l'arbre (30) du rotor (3), le carter (2) comportant un orifice d'admission (22) de fluide et un orifice d'échappement (23) de fluide, caractérisée en ce que le carter (2) comporte un étranglement (25) occupant une portion radiale de son volume, l'étranglement (25) étant disposé de manière à isoler l'orifice d'admission (22) de l'orifice d'échappement (23) alors que les pales (31) sont montées mobiles en rotation selon un deuxième axe de rotation perpendiculaire à l'arbre (30) du rotor (3) afin de passer au travers de l'étranglement (25).1. Volumetric turbine (1) comprising a casing (2) inside which a rotor (3) drives two blades (31) in rotation according to a first axis of rotation corresponding to the shaft (30) of the rotor (3) , the casing (2) comprising an inlet orifice (22) for fluid and an outlet orifice (23) for fluid, characterized in that the casing (2) comprises a throttle (25) occupying a radial portion of its volume, the throttle (25) being arranged so as to isolate the intake orifice (22) from the exhaust orifice (23) while the blades (31) are mounted movable in rotation along a second axis of rotation perpendicular to the shaft (30) of the rotor (3) in order to pass through the throttle (25). 2. Turbine volumétrique (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pales (31) sont reliées à l'arbre (30) du rotor (3) au travers d'une platine (32) s'étendant au sein du carter (2) de manière perpendiculaire à l'arbre (30) du rotor (3) , chaque pale (31) est montée rotative sur la platine (32) selon le deuxième axe de rotation.2. Volumetric turbine (1) according to claim 1, characterized in that the blades (31) are connected to the shaft (30) of the rotor (3) through a plate (32) extending within the casing (2) perpendicular to the shaft (30) of the rotor (3), each blade (31) is rotatably mounted on the plate (32) along the second axis of rotation. 3. Turbine volumétrique (1) selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque pale (31) est montée rotative selon le deuxième axe de rotation au sein d'un ajour (35) ménagé sur la platine (32) , l'ajour (35) comportant une section correspondant à la section longitudinale de chaque pale (31).3. Volumetric turbine (1) according to claim 2, characterized in that each blade (31) is rotatably mounted along the second axis of rotation within an aperture (35) formed on the plate (32), the aperture (35) having a section corresponding to the longitudinal section of each blade (31). 4. Turbine volumétrique (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque pale (31) comporte un axe de rotation (312) leur assurant une mobilité selon le deuxième axe de rotation, une extrémité (314) de l'axe de rotation (312) étant reliée à des moyens de transmission f <4 \ J-s v» t*j .Sî t*ï t* zs ΓΠ f*} ss.r? λ λ y si Ί î^ssî Ί ! ss. 4“ ?·* λ >·*·ΐ· > ssi'mss.'n “îi j SZX Vm* i XX XSZXX A X X SZXX ί X ·*· *ZZ> A v *X» xZ» jSLX X *ZZ1 L LsZZ ί ί L» (25), une rotation de chaque pale (31) selon le deuxième axe de rotation.4. Volumetric turbine (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that each blade (31) has an axis of rotation (312) providing them with mobility along the second axis of rotation, one end (314) of the axis of rotation (312) being connected to transmission means f <4 \ Js v »t * j .Sî t * ï t * zs ΓΠ f *} ss.r? λ λ y if Ί î ^ ssî Ί! ss. 4 “? · * Λ> · * · ΐ ·> ssi'mss.'n“ îi j SZX Vm * i XX XSZXX AXX SZXX ί X · * · * ZZ> A v * X »xZ» jSLX X * ZZ1 L LsZZ ί ί L ”(25), a rotation of each blade (31) along the second axis of rotation. 5. Turbine volumétrique (1) selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de transmission (4) comportent une pièce d'engrènement (40) disposée à l'extrémité (314) de l'axe de rotation (312), la pièce d'engrènement (40) étant configurée pour transmettre à l'axe de rotation (312) de chaque pale (31) un mouvement de rotation de 90°.5. Volumetric turbine (1) according to claim 4, characterized in that the transmission means (4) comprise a meshing piece (40) disposed at the end (314) of the axis of rotation (312), the engagement piece (40) being configured to transmit to the axis of rotation (312) of each blade (31) a rotational movement of 90 °. 6. Turbine volumétrique (1) selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que les moyens de transmission (4) comportent un rail (41) monté fixe par rapport au carter (2), l'extrémité (314) de l'axe de rotation (312) de chaque pale (31) étant engagée avec le rail (41) qui (42) respectivement disposés en aval et en amont de Ι/’ ¢24¼ t*·» «SiTrî^st*·. *h i O R \ msni ¢24 y* ¢24 » y* a *ï Ί si a *h τ γιυ'ϊ *kk> Lk*k· CÂl <1· tZ*k 1 k k t Ç f %*4>*kk> At U«Ü k<ka x2> A* *kk> CA Qkk A A Lk«k» CA«kk Λ A*Zk J· kL» îZw <kk *k* Xk*<A> *kX A A VA ·ΖΪ chaque pale (31) via l'extrémité (314) de leur axe de rotation (312).6. Volumetric turbine (1) according to one of claims 4 and 5, characterized in that the transmission means (4) comprise a rail (41) mounted fixed relative to the housing (2), the end (314) of the axis of rotation (312) of each blade (31) being engaged with the rail (41) which (42) respectively arranged downstream and upstream of Ι / '¢ 24¼ t * · "" SiTrî ^ st * · . * hi OR \ msni ¢ 24 y * ¢ 24 »y * a * ï Ί si a * h τ γιυ'ϊ * kk> Lk * k · CÂl <1 · tZ * k 1 kkt Ç f% * 4> * kk > At U “Ü k <ka x2> A * * kk> CA Qkk AA Lk“ k ”CA“ kk Λ A * Zk J · kL ”îZw <kk * k * Xk * <A> * kX AA VA · ΖΪ each blade (31) via the end (314) of their axis of rotation (312). 7. Turbine volumétrique (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'étranglement (25) comporte une lumière s'étendant selon un plan perpendiculaire à l'arbre (30) du rotor (3).7. Volumetric turbine (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the constriction (25) comprises a lumen extending along a plane perpendicular to the shaft (30) of the rotor (3). 8. Moteur à explosion (5), caractérisé en ce qu'il comprend une lumière d'admission (51) connectée à l'orifice d'échappement (23) d'une première turbine volumétrique (1) conçue selon l'une des revendications 1 à 7 et assurant une fonction de turbine de compression (10) d'un mélange de carburant/comburant.8. Internal combustion engine (5), characterized in that it comprises an intake light (51) connected to the exhaust orifice (23) of a first volumetric turbine (1) designed according to one of claims 1 to 7 and providing a compression turbine function (10) of a fuel / oxidizer mixture. 9. Moteur à explosion (5) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre à explosion (50) connectée à une seconde turbine volumétrique (1) assurant une fonction de turbine de détente (100) après explosion, la lumière d'admission (51) de la turbine de détente (100) étant reliée à l'orifice d'échappement (23) de la turbine de compression.9. Internal combustion engine (5) according to claim 8, characterized in that it comprises an internal combustion chamber (50) connected to a second volumetric turbine (1) providing an expansion turbine function (100) after explosion, the intake port (51) of the expansion turbine (100) being connected to the exhaust port (23) of the compression turbine. 10. Moteur à explosion (5) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la turbine de compression (10) et la turbine de détente (100) sont montées sur un même rotor (30).10. Internal combustion engine (5) according to claim 9, characterized in that the compression turbine (10) and the expansion turbine (100) are mounted on the same rotor (30). 11. Moteur à explosion (5) selon l’une des revendications11. Internal combustion engine (5) according to one of claims 8 à 10, caractérisé en ce qu'il 8 to 10, characterized in that it possède possesses un canal de a channel of 5 5 distribution distribution (53) disposé entre 1 (53) arranged between 1 'orifice 'orifice d' of échappement exhaust (23) et la (23) and the lumière d'admission intake light (51) , (51), le the canal de channel distribution distribution (53) variant entre un (53) varying between a état ouvert open state et un état and a state
obturé en fonction de la course d'au moins une pale (31) de la turbine de compression (10) et/ou de la course 10 d' une pale (31) de la turbine de détente (100).closed as a function of the stroke of at least one blade (31) of the compression turbine (10) and / or of the stroke 10 of a blade (31) of the expansion turbine (100).
12. Moteur à explosion (5) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le canal de distribution (53) est ménagé dans un disque de distribution (54) monté sur le même rotor (30) que la turbine de compression (10) et la 15 turbine de détente (100).12. Internal combustion engine (5) according to claim 11, characterized in that the distribution channel (53) is formed in a distribution disc (54) mounted on the same rotor (30) as the compression turbine (10) and the expansion turbine (100).
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