WO2007132069A1 - Segments d'etancheite pour des machines a pistons rotatifs - Google Patents

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WO2007132069A1
WO2007132069A1 PCT/FR2006/001066 FR2006001066W WO2007132069A1 WO 2007132069 A1 WO2007132069 A1 WO 2007132069A1 FR 2006001066 W FR2006001066 W FR 2006001066W WO 2007132069 A1 WO2007132069 A1 WO 2007132069A1
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WO
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rotor
segment
segments
machine according
sealing
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Application number
PCT/FR2006/001066
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English (en)
Inventor
Roland Raso
Original Assignee
Mrcc Industries Sas
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/10Sealings for working fluids between radially and axially movable parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/02Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • F01C1/063Rotary-piston machines or engines of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents with coaxially-mounted members having continuously-changing circumferential spacing between them
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01CROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/02Radially-movable sealings for working fluids
    • F01C19/04Radially-movable sealings for working fluids of rigid material

Definitions

  • the present invention relates to improvements relating to a rotary piston machine, used in particular as a heat engine. More specifically, the present invention aims to improve the sealing of a thermal machine comprising a motor unit in which is machined a cylindrical bore, in which are interposed two rotors forming with the cylindrical bore two diametrically opposed working chambers, in each of which evolves a gaseous mixture, according to the phases of a suitable thermodynamic cycle.
  • One of the rotors is driven in a continuous rotational movement while the other is animated by an intermittent rotational movement at a speed double that of the rotor with continuous movement so as to achieve cyclic volumic variations of the two. working rooms.
  • the continuously moving rotor has a central bore passing therethrough and two diametrically opposed recesses.
  • the rotor with intermittent movement consists of a cylindrical shaft rotatably mounted in the central bore of the rotor with continuous movement and two vanes integral with the shaft arranged diametrically opposed pistons, and engaged in the recesses of the rotor with continuous movement.
  • Each of these pallets delimits with the corresponding recess, a working chamber in which evolves a gas mixture and a passive rear chamber.
  • a hydraulic pump for transmitting thereto a work engine and this pump is hydraulically connected to a hydraulic motor coupled to the intermittent rotor.
  • a valve mechanism On the hydraulic circuit between the pump and the engine is provided a valve mechanism which ensures the opening of the circuit during the intake and expansion phases to release in rotation the intermittent rotor during these phases and its closure during the compression and exhaust phases to rotate the intermittent rotor during these phases.
  • the intermittent rotor is also mechanically associated with an angular abutment mechanism opposing its backward rotation during the intake and expansion phases.
  • sealing barriers arranged on the rotor with intermittent movement (RMI) mainly on the pallets (P) that it comprises and on the rotor with continuous movement ( RMC) around each recess (E) on the outer cylindrical face and the inner cylindrical face of said rotor.
  • RMI intermittent movement
  • RMC continuous movement
  • sealing barriers are constituted by sealing rings mounted in grooves in the pallet (P) of the intermittently moving rotor (RMI) and in the grooves of the continuous-motion rotor (RMC).
  • each sealing barrier peripheral to the recess, comprises two lateral parts (SL) in arc of circumference of circle developing in a geometrical plane perpendicular to the axis of the rotor, and at least one rectilinear portion (SR) disposed upstream of the recess (E) and extending from one side portion (SL) to the other.
  • SL lateral parts
  • SR rectilinear portion
  • the leakage section as can be seen in Figure A1 is equal to the value (Jl) by the length (Ll) of the active part of the segment.
  • the active part of the segment is the length of the latter opposite the working chamber, this length being variable.
  • J2 operating clearance
  • RMC rotor with continuous movement
  • F face
  • the sealing barriers are formed on each pallet more precisely on the two radial lateral banks and on the front edge of each of the latter. These barriers are constituted by segments abutted to each other and engaged in grooves dug in the radial lateral banks and in the front edge of each pallet.
  • the main difficulty is to solve the sealing at the angles between the front portion of the sealing barrier and the radial side portions thereof.
  • the object of the invention is to improve the seal by minimizing leaks in the working chamber.
  • the machine according to the invention with rotary pistons, can be used in particular as a heat engine comprising an engine block in which a cylindrical bore is formed in which two rotors, one of which is rotational, are coaxially mounted in interpenetration.
  • the means of subdivision consist of O-rings introduced into the grooves of the arcuate segments of circular circumference, these so-called joints being installed between the bottom of the corresponding groove and the corresponding segment which bears on said seal.
  • the arcuate circumferential portions of the sealing barriers are carried from place to place by support fingers slidably engaged in blind bores in the continuously moving rotor, said supporting fingers facing the corresponding recess of the continuously moving rotor, being provided with a longitudinal removal of material creating a passage of the gases towards the lower face of the support finger so that said face is subjected to the pressure of the gases and that the support fingers push the segments which they bear towards the cylindrical surface of the bore of the engine block for external sealing and towards the cylindrical surface of the rotor shaft with intermittent movement for internal sealing, each support finger in its head having at least one groove flat-bottomed diametric which receives the corresponding segment (s).
  • the segments of the rectilinear parts of the external and internal sealing barriers that comprise the rotor with continuous movement are also carried from place to place by support fingers engaged in sliding fit in blind bores in the continuously moving rotor, said supports being provided with longitudinal material removal creating a gas passage to their underside so that said face is subjected to gas pressure and the supporting fingers push the segments they bear towards the cylindrical surface of the bore of the engine block for external sealing and towards the cylindrical surface of the intermittently moving rotor shaft for the internal seal, each supporting finger in its head comprising at least one flat-bottomed diametrical groove which receives the corresponding segment (s).
  • the lateral segments and the front segment of each pallet of the intermittently moving rotor are carried by support fingers engaged in blind bores of said pallet and provided with respect thereto.
  • the working chamber of a longitudinal material removal creating a gas passage to their underside so that said face is subjected to the pressure of the gas and the support fingers push the segments they bear towards the cylindrical surface of the boring of the engine block and to the side surfaces of the corresponding radial recess, each support finger in its head having at least one flat-bottom diametrical groove which receives the corresponding segment (s).
  • the pressure of the segments against the corresponding bearing surface is maximum when the pressure of the gas mixture is maximum.
  • the pressure of the gaseous mixture is minimal, the pressure of the segments against the bearing surface is minimal.
  • the invention In order to keep the segments of the different sealing barriers in abutment against the corresponding surfaces, when the gaseous mixture of the corresponding working chamber is at low pressure, the invention, according to another of its aspects, provides an elastic member, such as a coil spring between each segment-supporting finger and the bottom of the associated blind bore, biasing said segment-supporting finger towards the bearing surface.
  • the thrust given by the springs will be relatively small but sufficient to seal and generate little loss of mechanical energy by friction.
  • at the level of the junctions between the arcuate circumferential side portions of the circle and the rectilinear portions of the sealing barriers included in the continuously moving rotor are support fingers comprising two perpendicular diametrical grooves.
  • each of these support fingers ensures sealing at the corresponding junction, but to reinforce this seal the ends of the two segments at each junction, according to another embodiment of the invention, cooperate with one another. with the other in interlocking form.
  • each radial lateral segment of each pallet of the intermittently moving rotor has a return at right angles of abutment to the rectilinear segment, the abutment of the return at right angles and the rectilinear segment being made by interlocking. shape in the groove of the corresponding support finger.
  • FIG. 1 is a view in longitudinal section of a machine according to the invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along the line AA of FIG. 2,
  • FIG. 3 shows in particular a rotor with continuous movement
  • FIG. 4 is a detailed view showing the junction between the rectilinear part of a sealing barrier of the rotor with continuous movement with one of the lateral parts of this same barrier;
  • FIG. 4A is a detailed view showing the means for partitioning the seal according to a first embodiment
  • FIG. 5 is a front view of an intermittently moving rotor
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an intermittently moving rotor
  • FIG. 7 is a perspective view of the sealing barriers fitted to the rotor with intermittent movement
  • FIG. 8 is a cut-away perspective view of a rotor with continuous movement equipped with sealing barriers according to a second embodiment
  • FIG. 9 is a sectional view of the rotor according to FIG. 8, at one of the lateral parts of the sealing barriers
  • FIG. 10 is a partial sectional view of a rotor with continuous movement equipped with sealing barriers with means of subdivision according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a front view of an intermittently moving rotor comprising sealing barriers according to a second embodiment
  • FIG. 12 is a sectional view along the line BB of FIG. 11,
  • FIG. 13 is a sectional view along line CC of FIG. 11,
  • FIG. 14 shows one of the two lateral parts of a sealing barrier according to the second embodiment for the rotor with continuous movement, the cavities of which this lateral part is voluntarily enlarged in this view.
  • the rotary piston machine according to the invention can be used mainly as an explosion or combustion combustion engine comprises a motor unit 1 in which a cylindrical bore 2 is formed in which are coaxially mounted in interpenetration two rotors 3, 4, one of which, the rotor 3 is in a continuous rotational movement and has an axial bore 7 and two diametrically opposite radial recesses 8, opening on the one hand in the axial bore and on the other hand in the outer cylindrical surface and whose other rotor, the rotor 4 is intermittently moving and comprises a cylindrical shaft 9 freely rotatably engaged in the axial bore 7 of the rotor with continuous movement, and two diametrically opposed radial vanes 10, forming a piston, fixed to the shaft 9 and engaged in the radial recesses so as to be able to move angularly,
  • These rooms 5, 6, by rotation rotors, are subject to rotate around the geometric axis of the bore 2 of the engine block.
  • a gaseous mixture is sequentially introduced into the working chamber 5 to evolve according to the phases of a thermodynamic cycle in order to produce a mechanical work.
  • the bore 2 of the engine block 1 comprises two hydrodynamic bearings spaced apart from each other for supporting the rotor 3 with continuous movement. This rotor constitutes the power output shaft of the engine.
  • Each recess 8 that comprises the rotor with continuous movement 3, in a section perpendicular to the axis of said rotor conforms to the contour of a circular crown sector. According to a section containing the longitudinal axis of the rotor, the recess 8 has a cross section of rectangular or square shape.
  • the recess 8 opens into the bore 7.
  • the rotor 4 with intermittent movement is supported by two hydrodynamic bearings mounted at a distance from each other in a housing coaxial with the bore 7 of the rotor 3.
  • the rotor 3 with continuous movement accomplishes about a quarter turn.
  • the rotor 4 with intermittent movement during the phases of admission of the gaseous mixture into each working and expansion chamber of the gases is secured by a non-return mechanism to remain angularly fixed relative to the engine block at least in the backward direction, while that during each the gaseous mixture compression and exhaust gas exhaust phases it is subject by a motion transmission means to perform about a half turn relative to the engine block 1.
  • the intermittent rotor 4 completed relative to the rotor with continuous movement 3 about a quarter turn.
  • each pallet of the intermittently moving rotor comprises at least one sealing barrier 13a, 13b, the latter being formed continuously on the radial lateral banks 10a of the pallet 10 and on the front edge 10b of the latter.
  • the outer 11 and inner 12 sealing gates each comprise two arcuate circumferential side portions disposed respectively on either side of the radial recesses and at least one rectilinear part extending from one to the other part. lateral.
  • the external sealing barrier 11 of the continuous-motion rotor 3 is supported on the cylindrical surface of the bore 2 of the engine block 1, and the internal sealing barrier 12 that comprises the continuously-moving rotor 3 is supported on the cylindrical surface of the shaft 9 of the intermittently moving rotor 3.
  • Each sealing barrier 13a, 13b formed on each pallet 10 of the intermittently moving rotor bears on the lateral faces of the corresponding recess 8 and on the cylindrical face of the bore 2 of the engine block.
  • sealing barriers 11, 12, 13a, 13b are housed partly in grooves formed in the rotor with continuous movement 3 and in the banks 10a, 10b of each pallet 10. These sealing barriers are composed of segments of butt jointed to each other.
  • At least the arcuate circle circumferences of the sealing barriers 11 and 12, namely the lateral parts, are associated with means for partitioning the seal.
  • This arrangement is conducive to greatly limit leakage.
  • the groove for receiving each arcuate circumferential side portion of circle is formed over the entire circumference of the corresponding cylindrical face of the rotor and the means of subdivision is constituted by an annular seal 14 of cross section by circular example introduced at the bottom of the throat.
  • each lateral portion of each sealing barrier 11, 12 that the continuous-motion rotor comprises consists of a single segment 15 and describes an arc with a circle circumference close to 360 ° and each lateral portion of these sealing barriers provide lateral sealing of the two working chambers 5 and the two passive chambers 6 formed by the continuously moving rotors 3 and intermittently moving rotors 4.
  • Each segment 15, in its face facing the working chamber or the passive chamber has radial mortises 16 provided to each receive the end of the corresponding rectilinear part of said sealing barrier.
  • This arrangement ensures on the one hand the continuity of the seal at the junctions of the rectilinear parts with the circular arc portions of the sealing gates, but moreover it ensures the immobilization of the arc portions of the circumference of the circle 15 with respect to the rectilinear parts and thus ensures the immobilization of the arcuate portions of circular circumference in their respective grooves.
  • Each straight portion of each sealing barrier will be constituted by a segment 17 in one piece.
  • Each pallet 10 of the intermittently moving rotor has a front sealing barrier 13a and a rear sealing barrier 13b, each of these sealing barriers being formed on the front edge 10b of the pallet as well as on the two radial banks 10a of the latter, each sealing barrier consisting of straight segments mounted in grooves formed in the front face and in both radial banks.
  • the straight portion 130 engaged in the groove of the front edge 10b cooperates by interlocking shape, by its ends, with the two rectilinear portions 131 engaged in the grooves that have the radial banks 10a.
  • each rectilinear portion 130, 131 of the sealing barrier 13a or 13b is formed by two sealing segments in juxtaposition relationship with one of their large faces.
  • the two segments of the rectilinear portion 130 formed in the front edge 10b are offset longitudinally relative to each other to form two end recesses.
  • the two segments of each of the two rectilinear portions 131 associated with the radial banks 10a are of different length to form an end recess which cooperates in shape interlocking with the corresponding recess that the rectilinear portion 130 associated with the frontal bank 10b.
  • corrugated leaf springs 18 installed in the grooves for receiving the rectilinear parts. sealing barriers, said springs being mounted between the bottom of the grooves and said barriers.
  • the sealing barriers With regard to the arcuate circumferential portions of the sealing barriers, the latter are held in abutment against the corresponding faces of the working chambers by the internal elastic forces which tend to deform them in the opening direction. of the arc they form.
  • At least the circumferentially circular arc portions of the sealing barriers 11, 12 that comprise the continuous-motion rotor 3 are carried from place to place by engaged support fingers 19. in sliding fit in blind bores in the continuous-motion rotor, said supporting fingers 19 facing the corresponding recess 8 of the continuous-motion rotor 3 being provided with longitudinal material removal creating a passage of gases towards the lower face 21 of the support finger 19.
  • the lower face is subjected to the pressure of the gas and the support finger pushes the segment 15 which it carries towards the cylindrical surface of the bore 2 of the engine block 1 to perform for the outer sealing and to the cylindrical surface of the shaft 9 of the intermittently-moving rotor 4 to effect the internal sealing.
  • Each support finger 19 in its head comprises at least one diametrical groove 22 flat bottom which receives the corresponding segment (s)).
  • the segments of the rectilinear portions 17 of the outer 11 and inner 12 sealing barriers of the continuous-motion rotor 3 are also carried from place to place by support fingers 19 slidably engaged in bores. blinds made in the rotor with continuous movement 3, said support fingers 19 being provided with a longitudinal material removal 20 creating a passage of the gas towards their lower face 21 so that said face is subjected to the pressure of the gases and the fingers support 19 push the segments they bear towards the cylindrical surface of the bore 2 of the engine block, and towards the cylindrical surface of the shaft 9 of the intermittently moving rotor 4, each finger 19 supporting in its head having at least one groove 22 diametrical flat bottom to receive the corresponding segment (s).
  • each support finger 19 in its head having at least one diametrical groove 22 flat bottom which receives the corresponding segment (s) (s).
  • the blind bores provided to receive the support fingers associated with the different sealing barriers are intersecting grooves corresponding segments, which grooves open radially into these blind bores.
  • each support pin 19 is mounted in sliding fit in their blind bores and are transverse to the corresponding grooves, which compartmentalizes the sealing barriers.
  • the diametrical groove 22 that each support pin comprises corresponds to the groove formed in the rotor 3,4 to receive the associated segment.
  • each support finger 19 is for example in the form of a flat, a groove or other. With this removal of material, the pressure of the gaseous mixture contained in the working chamber can act on the lower face 21 of the support fingers 19.
  • each straight portion of each sealing barrier May 11, 12, 13 That includes each rotor 3,4, may be constituted by a segment of a single piece or by joining multiple legs. In this case, each abutment is made in the diametrical groove 22 of a support finger 19.
  • an elastic member 23 for example a coil compression spring which exerts an axial thrust on the support finger 19. the effect of this axial thrust, the bottom of the groove diametrical 22 that includes the finger is always in abutment against the underside of the corresponding segment, whereby it is supported on the corresponding surface of the working chamber 5.
  • each support pin 19 is hollow to receive the compression spring 23.
  • support fingers 19 At the level of the junctions between the circular circumferential arcuate side portions 15 and the rectilinear portions 17 of the outer 11 and inner 12 sealing barriers of the continuous motion rotor 3 are support fingers 19 having two perpendicular diametrical grooves 1 one to the other one of which receives the corresponding end of the circumferential circular arcuate segment and the other the corresponding end of the straight segment.
  • the corresponding end of the rectilinear segment 17 has from its active face a rectangular recess 24 and the corresponding end of the circle circumferential arc segment 15 present at the opposite of its active face, a rectangular notch 25 provided to cover the recess 24 formed at the end of rectilinear segment 17.
  • the notch 25 also forms a hooking shape of the arcuate segment of circular circumference 15 to the segment rectilinear 17 and has two radial abutment surfaces 25a which come from both sides of the corresponding end of the rectilinear segment. The mutual immobilization of the segments in their grooves is thus carried out.
  • Each radial lateral segment 131 of each pallet 10 of the intermittently-moving rotor 3 has a right-angle return 26 of abutment to the rectilinear segment 130, the abutment of the right-angle return and the rectilinear segment 130 being carried out by interlocking form in the groove 22 of the corresponding support finger 19.
  • each lateral segment 131 has a vertical recess rotated in one direction while the corresponding end of the rectilinear segment 130 has a vertical recess turned in the opposite direction, these two abutments by abutment 130, 131 of the segments coming opposite and in contact with each other.
  • Each rectilinear segment 17, 130, 131 or each arcuate segment of circle circumference 15 over part of its height and from its lower edge is provided with one or more slots in order to limit parasitic forces and deformations due to their warm up.
  • Such an arrangement may be adopted for the segments according to the first embodiment.
  • the fire barrier 27 associated with each external sealing barrier 11 of the continuous-motion rotor 3 is formed behind the rectilinear portion 17 of said sealing barrier and extends from one side portion 15 to the other and comprises a rectilinear segment 270 mounted in a groove formed in said rotor.
  • This rectilinear segment 270 is held in abutment on the cylindrical surface of the bore of the engine block by a corrugated leaf spring 271 mounted in the corresponding groove.
  • the fire barrier 28 that each pallet 10 comprises is arranged in front of the sealing barrier 13 that comprises the latter and comprises two radial firewall segments 280 mounted in lateral grooves of the pallet, a frontal firewall segment. 281 mounted in a front groove of the pallet, and two corner segments 282 abutting the front segment 281 and the side segments 280, said corner segments 282 being respectively mounted in the front groove of the pallet and in the corresponding lateral groove of said pallet.
  • Each corner segment 282 comprises two right-angled branches each provided with a recess with which cooperates in shape interlocking complementary recess formed at the end of the corresponding radial segment 280 or front 281.
  • overlapping brackets 284 are provided at the bottom of the groove beneath the corner segments 282 to cover the junctions of the latter with the associated rectilinear segments, each bracket 284 cooperating in shape interlocking with recesses formed in the segments. associates.
  • the cover brackets 284 are supported on the corrugated leaf springs 283 and transmit to the corner segments 282 and straight segments 280, 281 the thrust they receive from these springs.
  • Each rotor 3, 4 comprises at least one lubricating means 29 adapted to deliver a metered quantity of lubricating fluid to the faces of the working chambers of the segments in front of the segments by considering the direction of rotation of the rotors relative to the engine block.
  • at least each circumferential arcuate segment according to either embodiment, on its active side, is provided with one or more cavities 30 for the formation of a wedge. oil.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

La machine thermique comporte deux rotors coaxiaux dont un est à mouvement de rotation continu dont l'autre rotor est à mouvement intermittent. Ces deux rotors comportent des barrières d'étanchéité. Chaque barrière d'étanchéité (11, 12) du rotor à mouvement continu présente deux parties latérales (15) en arc de circonférence de cercle et au moins une partie rectiligne (17) s'étendant d'une partie latérale à l'autre. Les parties en arc de circonférences de cercle (15) des barrières d'étanchéité (11, 12) du rotor à mouvement continu (3), sont associées à des moyens de compartimentage de l'étanchéité.

Description

SEGMENTS D' ETANCHEITE POUR DES MACHINES A PISTONS ROTATIFS
La présente invention a pour objet des perfectionnements relatifs à une machine à pistons rotatifs, utilisable notamment en tant que moteur thermique. Plus précisément, la présente invention vise à améliorer l'étanchéité d'une machine thermique comportant un bloc moteur dans lequel est usiné un alésage cylindrique, dans lequel sont montés en interpénétration deux rotors formant avec l'alésage cylindrique deux chambres de travail diamétralement opposées, dans chacune desquelles évolue un mélange gazeux, selon les phases d'un cycle thermodynamique approprié. L'un des rotors est animé d'un mouvement de rotation continu tandis que l'autre est animé d'un mouvement de rotation intermittent selon une vitesse double de celle du rotor à mouvement continu de façon à réaliser des variations volumiques, cycliques des deux chambres de travail. Le rotor à mouvement continu présente un alésage central le traversant de part en part et deux évidements diamétralement opposés. Le rotor à mouvement intermittent constitué par un arbre cylindrique monté en rotation dans l'alésage central du rotor à mouvement continu et deux palettes solidaires de l'arbre disposées de manière diamétralement opposées formant pistons, et engagées dans les évidements du rotor à mouvement continu. Chacune de ces palettes délimite avec l'évidement correspondant, une chambre de travail dans laquelle évolue un mélange gazeux et une chambre arrière passive.
À ce rotor à mouvement continu est accouplée une pompe hydraulique pour transmettre à cette dernière un travail moteur et cette pompe est connectée hydrauliquement à un moteur hydraulique accouplé au rotor à mouvement intermittent. Sur le circuit hydraulique entre la pompe et le moteur est prévu un mécanisme de clapet qui assure l'ouverture du circuit pendant les phases d'admission et de détente afin de libérer en rotation le rotor à mouvement intermittent pendant ces phases et sa fermeture pendant les phases de compression et d'échappement afin d'entraîner en rotation le rotor à mouvement intermittent pendant ces phases. Le rotor à mouvement intermittent est par ailleurs mécaniquement associé à un mécanisme de butée angulaire s'opposant à sa rotation rétrogire pendant les phases d'admission et de détente. Une telle machine est notamment décrite dans le brevet EP 748415 et dans le brevet US 5 992371.
Pour un tel moteur, l'étanchéité des deux chambres de travail est assurée par des barrières d'étanchéité disposées sur le rotor à mouvement intermittent (RMI) principalement sur les palettes (P) que comporte ce dernier et sur le rotor à mouvement continu (RMC) autour de chaque évidement (E) sur la face cylindrique externe et la face cylindrique interne dudit rotor. Ces barrières d'étanchéité sont constituées par des segments d'étanchéité montés dans des gorges pratiquées dans la palette (P) du rotor à mouvement intermittent (RMI) et dans des gorges du rotor à mouvement continu (RMC).
Pour ce qui concerne le rotor à mouvement continu (RMC), chaque barrière d'étanchéité, périphérique à l'évidement, comprend deux parties latérales (SL) en arc de circonférence de cercle se développant selon un plan géométrique perpendiculaire à l'axe du rotor, et au moins une partie rectiligne (SR) disposée en amont de l'évidement (E) et s'étendant d'une partie latérale (SL) à l'autre.
Le nécessaire jeu de montage des segments latéraux (SL) dans les gorges correspondantes génère une fuite de mélange gazeux relativement importante entre la chambre de travail et la chambre passive. La section de fuite comme on peut le voir en figure Al, est égale à la valeur (Jl) par la longueur (Ll) de la partie active du segment. La partie active du segment est la longueur de ce dernier en regard de la chambre de travail, cette longueur étant variable. Il existe aussi une autre fuite entre la chambre de travail et la chambre passive, cette fuite étant due au jeu de fonctionnement (J2) (figure A2) existant entre la surface externe du rotor à mouvement continu (RMC) et la face (F) l'alésage du bloc moteur par la distance L2 existant entre la partie active du segment (SL) et Pévidement (E) correspondant du rotor à mouvement continu (RMC).
Pour ce qui concerne le rotor à mouvement intermittent les barrières d'étanchéité sont formées sur chaque palette plus précisément sur les deux rives latérales radiales et sur la rive frontale de chacune de ces dernières. Ces barrières sont constituées par des segments aboutés les uns aux autres et engagés dans des gorges creusées dans les rives latérales radiales et dans la rive frontale de chaque palette. La principale difficulté est de résoudre l'étanchéité au niveau des angles entre la partie frontale de la barrière d'étanchéité et les parties latérales radiales de cette dernière.
Le but de l'invention est d'améliorer l'étanchéité en en minimisant les fuites de la chambre de travail. À cet effet la machine selon l'invention, à pistons rotatifs, utilisable notamment en tant que moteur thermique comportant un bloc moteur dans lequel est formé un alésage cylindrique dans lequel sont montés de manière coaxiale en interpénétration deux rotors dont un est à mouvement de rotation continu et présente un perçage axial et au moins un évidement radial débouchant d'une part dans le perçage axial et d'autre part dans la surface cylindrique externe et dont l'autre rotor est à mouvement intermittent et comprend un arbre cylindrique engagé de manière libre en rotation dans le perçage du rotor à mouvement continu, et au moins une palette radiale formant piston fixée à l'arbre et engagée dans l' évidement radial de façon à pouvoir s'y déplacer angulairement, ladite palette ou piston formant avec l'évidement radial du rotor à mouvement continu et avec l'alésage du bloc moteur en considérant le sens de rotation des rotors une chambre arrière ou chambre passive et une chambre avant ou chambre de travail, lesquelles chambres, par rotation des rotors sont assujetties à tourner autour de l'axe géométrique de l'alésage du bloc moteur, un mélange gazeux étant séquentiellement introduit dans la chambre de travail pour évoluer selon les phases d'un cycle thermodynamique en vue de produire un travail mécanique et des barrières d'étanchéité étant formées autour de l'évidement radial du rotor à mouvement continu respectivement sur la surface cylindrique externe de rotor pour former une barrière d'étanchéité externe et sur la surface cylindrique du perçage axial du rotor pour former une barrière d'étanchéité interne, ainsi que sur les rives radiales et la rive frontale de la palette du rotor à mouvement intermittent, lesdites barrières d'étanchéité étant constituées par des segments aboutés les uns aux autres et montés dans des gorges formées dans le rotor à mouvement continu et dans les rives radiales et frontale de la palette du rotor à mouvement intermittent, chaque barrière d'étanchéité du rotor à mouvement continu présentant deux parties latérales en arc de circonférence de cercle et au moins une partie rectiligne s'étendant d'une partie latérale à l'autre caractérisée en ce en ce qu'au moins les parties en arc de circonférences de cercle des barrières d'étanchéité du rotor à mouvement continu, sont associées à des moyens de compartimentage de l'étanchéité.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de compartimentage sont constitués par des joints toriques introduits dans les gorges des segments en arc de circonférence de cercle, ces dits joints étant installés entre le fond de la gorge correspondante et le segment correspondant lequel vient en appui sur ledit joint.
En variante, les parties en arc de circonférence de cercle des barrières d'étanchéité sont portées de place en place par des doigts support engagés en ajustement glissant dans des alésages borgnes pratiqués dans le rotor à mouvement continu, lesdits doigts support en regard de l'évidement correspondant du rotor à mouvement continu, étant dotés d'un enlèvement de matière longitudinal créant un passage des gaz vers la face inférieure du doigt support de façon que ladite face soit soumise à la pression des gaz et que les doigts supports poussent les segments qu'ils portent vers la surface cylindrique de l'alésage du bloc moteur pour l'étanchéité extérieure et vers la surface cylindrique de l'arbre du rotor à mouvement intermittent pour l'étanchéité intérieure, chaque doigt support dans sa tête comportant au moins une rainure diamétrale à fond plat qui reçoit le ou les segment(s) correspondant(s).
Selon une autre caractéristique de l'invention correspondant à la seconde variante d'exécution, les segments des parties rectilignes des barrières d'étanchéité externe et interne que comporte le rotor à mouvement continu sont également portés de place en place par des doigts supports engagés en ajustement glissant dans des alésages borgnes pratiqués dans le rotor à mouvement continu, lesdits supports étant dotés d'un enlèvement de matière longitudinal créant un passage des gaz vers leur face inférieure de façon que ladite face soit soumise à la pression des gaz et les doigts supports poussent les segments qu'ils portent vers la surface cylindrique de l'alésage du bloc moteur pour l'étanchéité extérieure et vers la surface cylindrique de l'arbre du rotor à mouvement intermittent pour l'étanchéité intérieure, chaque doigt support dans sa tête comportant au moins une rainure diamétrale à fond plat qui reçoit le ou les segment(s) correspondant(s).
Selon une autre caractéristique de l'invention correspondant à la seconde variante d'exécution, les segments latéraux et le segment frontal de chaque palette du rotor à mouvement intermittent sont portés par des doigts supports engagés dans des alésages borgnes de ladite palette et pourvus en regard de la chambre de travail d'un enlèvement de matière longitudinal créant un passage des gaz vers leur face inférieure de façon que ladite face soit soumise à la pression des gaz et les doigts supports poussent les segments qu'ils portent vers la surface cylindrique de l'alésage du bloc moteur et vers les surfaces latérales de l'évidement radial correspondant, chaque doigt support dans sa tête comportant au moins une rainure diamétrale à fond plat qui reçoit le ou les segment(s) correspondant(s). En raison de ces dispositions, la pression des segments contre la surface d'appui correspondante, c'est-à-dire la surface correspondante de la chambre de travail, est maximale lorsque la pression du mélange gazeux est maximale. En revanche, lorsque la pression du mélange gazeux est minimale la pression des segments contre la surface d'appui est minimale. Ainsi le degré d'étanchéité assuré est étroitement corrélé avec la pression du mélange gazeux dans la chambre de travail correspondante et ne dépend plus de l'effort permanent et constant des ressorts dont sont équipées les solutions antérieures. Sont évitées ainsi les pertes d'énergie mécaniques dues aux frottements qui engendrent l'usure prématurée des segments.
Grâce aux doigts supports qui sont sécants aux rainures de réception des segments est réalisé un compartimentage de l'étanchéité ce qui crée des portions de circuit fermé. L'ajustement glissant des doigts supports dans leurs alésages interdit toute fuite significative de mélange gazeux. Ces dispositions sont particulièrement utiles pour les parties latérales en arc de circonférence de cercle des barrières d'étanchéité portées par le rotor à mouvement continu, ainsi que pour les extrémités de chaque barrière d'étanchéité de la palette.
Pour conserver les segments des différentes barrières d'étanchéité en appui contre les surfaces correspondantes, lorsque le mélange gazeux de la chambre de travail correspondante est à faible pression, l'invention, selon un autre de ses aspects, prévoit un organe élastique, tel un ressort à spires entre chaque doigt support de segment et le fond de l'alésage borgne associé, sollicitant ledit doigt support de segment vers la surface d'appui. La poussée donnée par les ressorts sera relativement faible mais suffisante pour assurer l'étanchéité et générera peu de pertes d'énergie mécanique par frottement. Selon une autre caractéristique de l'invention, au niveau des jonctions entre les parties latérales en arc de circonférence de cercle et les parties rectilignes de barrières d'étanchéité que comporte le rotor à mouvement continu sont disposés des doigts supports comportant deux rainures diamétrales perpendiculaires l'une à l'autre dont une reçoit l'extrémité correspondante du segment latéral en arc de circonférence de cercle et l'autre l'extrémité correspondante du segment rectiligne. II est bien évident que chacun de ces doigts supports assure l'étanchéité au niveau de la jonction correspondante, mais pour renforcer cette étanchéité les extrémités des deux segments au niveau de chaque jonction, selon une autre disposition de l'invention, coopèrent l'une avec l'autre en emboîtement de forme. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque segment latéral radial de chaque palette du rotor à mouvement intermittent présente un retour à angle droit d'aboutement au segment rectiligne, l'aboutement du retour à angle droit et du segment rectiligne étant effectué par emboîtement de forme dans la rainure du doigt support correspondant.
D'autres avantages, buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation donnée à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés en lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une machine selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne AA de la figure 2,
- la figure 3 montre notamment un rotor à mouvement continu,
- la figure 4 est une vue de détail montrant la jonction entre la partie rectiligne d'une barrière d'étanchéité du rotor à mouvement continu avec l'une des parties latérales de cette même barrière, - la figure 4A est une vue de détail montrant les moyens de compartimentage de l'étanchéité selon une première forme de réalisation,
- la figure 5 est une vue de face d'un rotor à mouvement intermittent,
- la figure 6 est une vue en coupe longitudinale d'un rotor à mouvement intermittent,
- la figure 7 est une vue en perspective des barrières d'étanchéité équipant le rotor à mouvement intermittent,
- la figure 8 est une vue en perspective en écorché, d'un rotor à mouvement continu équipé de barrières d'étanchéité selon une seconde forme de réalisation,
- la figure 9 est une vue en coupe du rotor selon la figure 8, au niveau de l'une des parties latérales des barrières d'étanchéité, - la figure 10 est une vue partielle en coupe d'un rotor à mouvement continu équipé de barrières d'étanchéité avec moyens de compartimentage selon la seconde forme de réalisation,
- la figure 11 est une vue de face d'un rotor à mouvement intermittent comportant des barrières d'étanchéité selon une seconde forme de réalisation, - la figure 12 est une vue en coupe selon la ligne BB de la figure 11,
- la figure 13 est une vue en coupe selon la ligne CC de la figure 11,
- la figure 14 montre l'une des deux parties latérales d'une barrière d'étanchéité selon la seconde forme de réalisation pour le rotor à mouvement continu, les cavités que comporte cette partie latérale étant volontairement agrandies sur cette vue. Telle que représentée, la machine à pistons rotatifs selon l'invention, est utilisable principalement en tant que moteur thermique à explosion ou à combustion comprend un bloc moteur 1 dans lequel est réalisé un alésage cylindrique 2 dans lequel sont montés de manière coaxiale en interpénétration deux rotors 3, 4 dont un, le rotor 3 est à mouvement de rotation continu et présente un perçage axial 7 et deux évidements radiaux 8,diamétralement opposés, débouchant d'une part dans le perçage axial et d'autre part dans la surface cylindrique externe et dont l'autre rotor, le rotor 4 est à mouvement intermittent et comprend un arbre cylindrique 9 engagé de manière libre en rotation dans le perçage axial 7 du rotor à mouvement continu, et deux palettes radiales 10 diamétralement opposées, formant piston, fixées à l'arbre 9 et engagées dans les évidements radiaux de façon à pouvoir s'y déplacer angulairement, chacune des dites palettes formant avec l'évidement radial correspondant et avec l'alésage 2 du bloc moteur 1, en considérant le sens de rotation des rotors, une,, chambre avant ou chambre de travail 5 et une chambre arrière ou chambre passive 6. Ces chambres 5, 6, par rotation des rotors, sont assujetties à tourner autour de l'axe géométrique de l'alésage 2 du bloc moteur. Un mélange gazeux est séquentiellement introduit dans la chambre de travail 5 pour évoluer selon les phases d'un cycle thermodynamique en vue de produire un travail mécanique. L'alésage 2 du bloc moteur 1 comporte deux paliers hydrodynamiques distants l'un de l'autre destinés à supporter le rotor 3 à mouvement continu. Ce rotor constitue l'arbre de sortie de puissance du moteur.
Chaque évidement 8 que comporte le rotor à mouvement continu 3, selon une section perpendiculaire à l'axe dudit rotor épouse le contour d'un secteur de couronne circulaire. Suivant une section contenant l'axe longitudinal du rotor, l'évidement 8 présente une section droite de forme rectangulaire ou carrée.
Comme on peut le voir sur les figures jointes l'évidement 8 débouche dans l'alésage 7. Par son arbre 9, le rotor 4 à mouvement intermittent est supporté par deux paliers hydrodynamiques montés à distance l'un de l'autre chacun dans un logement coaxial au perçage 7 du rotor 3.
Lors de chacune des quatre phases du cycle thermodynamique, à savoir, admission, compression, allumage-détente ou combustion-détente, échappement, le rotor 3 à mouvement continu accompli environ un quart de tour. Le rotor 4 à mouvement intermittent pendant les phases d'admission du mélange gazeux dans chaque chambre de travail et de détente des gaz est assujetti par un mécanisme anti-retour à demeurer angulairement fixe par rapport au bloc moteur au moins dans le sens rétrogire, tandis que pendant chacune des phases de compression du mélange gazeux et d'échappement des gaz brûlés il est assujetti par un moyen de transmission de mouvement à accomplir environ un demi-tour par rapport au bloc moteur 1. Pendant ces deux phases, le rotor à mouvement intermittent 4 accompli par rapport au rotor à mouvement continu 3 environ un quart de tour. Autour de chaque évidement radial 8 du rotor à mouvement continu 3, sur la surface cylindrique externe de ce rotor 3, et sur la surface cylindrique du perçage axial 7 que comporte ce dernier, sont formées respectivement une barrière d'étanchéité externe 11 et une barrière d'étanchéité interne 12.
De plus, chaque palette du rotor à mouvement intermittent comporte au moins une barrière d'étanchéité 13a, 13b, cette dernière étant formée de manière continue sur les rives latérales radiales 10a de la palette 10 et sur la rive frontale 10b de cette dernière.
Les barrières d'étanchéité externe 11 et interne 12 comporte chacune deux parties latérales en arc de circonférence de cercle disposées respectivement de part et d'autre des évidements radiaux et au moins une partie rectiligne s'étendant de l'une à l'autre partie latérale.
La barrière d'étanchéité externe 11 du rotor à mouvement continu 3 prend appui sur la surface cylindrique de l'alésage 2 du bloc moteur 1, et la barrière d'étanchéité interne 12 que comporte le rotor à mouvement continu 3, prend appui sur la surface cylindrique de l'arbre 9 du rotor à mouvement intermittent 3.
Chaque barrière d'étanchéité 13a, 13b, formée sur chaque palette 10 du rotor à mouvement intermittent prend appui sur les faces latérales de l' évidement 8 correspondant et sur la face cylindrique de l'alésage 2 du bloc moteur.
Ces barrières d'étanchéité 11, 12, 13a, 13b sont logées en partie dans des gorges pratiquées dans le rotor à mouvement continu 3 et dans les rives 10a, 10b de chaque palette 10. Ces barrières d'étanchéité sont composées de segments d'étanchéité aboutés les uns aux autres.
Conformément à l'invention, au moins les parties en arc de circonférence de cercle des barrières d'étanchéités 11, et 12 à savoir les parties latérales, sont associées à des moyens de compartimentage de l'étanchéité.
Cette disposition est propice à limiter grandement les fuites.
Selon la forme préférée de réalisation, la gorge destinée à recevoir chaque partie latérale en arc de circonférence de cercle est formée sur toute la circonférence de la face cylindrique correspondante du rotor et le moyen de compartimentage est constitué par un joint annulaire 14 de section droite par exemple circulaire introduit en fond de gorge.
Dans la forme préférée de réalisation, chaque partie latérale de chaque barrière d'étanchéité 11, 12 que comporte le rotor à mouvement continu est constitué par un seul segment 15 et décrit un arc de circonférence de cercle proche de 360° et chaque partie latérale de ces barrières d'étanchéité assure l'étanchéité latérale des deux chambres de travail 5 et des deux chambres passives 6 que forment les rotors à mouvement continu 3 et à mouvement intermittent 4.
Chaque segment 15, dans sa face tournée vers la chambre de travail ou vers la chambre passive présente des mortaises radiales 16 prévues pour recevoir chacune l'extrémité de la partie rectiligne correspondante de ladite barrière d'étanchéité. Cette disposition assure d'une part la continuité de l'étanchéité au niveau des jonctions des parties rectilignes avec les parties en arc de circonférence de cercle des barrières d'étanchéité, mais de plus elle assure l'immobilisation des parties en arc de circonférence de cercle 15 par rapport aux parties rectilignes et assure donc l'immobilisation des parties en arc de circonférence de cercle dans leurs gorges respectives. Chaque partie rectiligne de chaque barrière d'étanchéité sera constitué par un segment 17 d'un seul tenant.
Chaque palette 10 du rotor à mouvement intermittent présente une barrière d'étanchéité avant 13a et une barrière d'étanchéité arrière 13b, chacune de ces barrières d'étanchéité étant formée sur rive frontale 10b de la palette ainsi que sur les deux rives radiales 10a de cette dernière, chaque barrière d'étanchéité étant constituée de segments rectilignes montés dans des gorges formés dans la face frontale et dans les deux rives radiales.
Pour assurer la continuité de l'étanchéité au niveau de la jonction de la partie rectiligne de la rive frontale 13b avec les parties rectilignes des rivés radiales 13a, la partie rectiligne 130 engagée dans la gorge de la rive frontale 10b coopère par emboîtement de forme, par ses extrémités, avec les deux parties rectilignes 131 engagées dans les gorges que présentent les rives radiales 10a.
Préférentiellement, chaque partie rectiligne 130, 131 de la barrière d'étanchéité 13a ou 13b est formée par deux segments d'étanchéité en relation de juxtaposition par l'une de leurs grandes faces. Les deux segments de la partie rectiligne 130 formée dans la rive frontale 10b sont décalés longitudinalement l'un par rapport à l'autre pour former deux décrochements d'extrémité. En combinaison avec cette disposition les deux segments de chacune des deux parties rectilignes 131 associées aux rives radiales 10a sont de longueur différentes pour former un décrochement d'extrémité qui coopère en emboîtement de forme avec le décrochement correspondant que présente la partie rectiligne 130 associée à la rive frontale 10b.
Pour maintenir les parties rectilignes 17, 130, 131 des barrières d'étanchéité des deux rotors 3, 4 en appui contre les faces correspondantes des chambres de travail 5, sont prévus des ressorts à lames ondulées 18 installés dans les gorges de réception des parties rectilignes des barrières d'étanchéité, les dits ressorts étant montés entre le fond des gorges et les dites barrières.
Pour ce qui concerne les parties 15 en arc de circonférence de cercle des barrières d'étanchéité, ces dernières sont maintenues en appui contre les faces correspondante des chambres de travail par les forces élastiques internes qui tendent à les déformer dans le sens de l'ouverture de l'arc qu'ils forment.
Selon une autre forme de réalisation des moyens de compartimentage, au moins les parties 15 en arc de circonférence de cercle des barrières d'étanchéité 11,12 que comporte le rotor à mouvement continu 3 sont portées de place en place par des doigts supports 19 engagés en ajustement glissant dans des alésages borgnes pratiqués dans le rotor à mouvement continu, lesdits doigts supports 19 en regard de l'évidement 8 correspondant du rotor à mouvement continu 3 étant dotés d'un enlèvement de matière 20 longitudinal créant un passage des gaz vers la face inférieure 21 du doigt support 19. De cette façon la face inférieure est soumise à la pression des gaz et le doigt support pousse le segment 15 qu'il porte vers la surface cylindrique de l'alésage 2 du bloc moteur 1 réaliser pour l'étanchéité extérieure et vers la surface cylindrique de l'arbre 9 du rotor à mouvement intermittent 4 pour réaliser l'étanchéité intérieure. Chaque doigt support 19 dans sa tête comporte au moins une rainure diamétrale 22 à fond plat qui reçoit le ou les segment(s) correspondantes).
Préférentiellement sans que cela soit limitatif, les segments des parties rectilignes 17 des barrières d'étanchéité externe 11 et interne 12 que comporte le rotor à mouvement continu 3 sont également portés de place en place par des doigts supports 19 engagés en ajustement glissant dans des alésages borgnes pratiqués dans le rotor à mouvement continu 3, lesdits doigts supports 19 étant dotés d'un enlèvement de matière longitudinal 20 créant un passage des gaz vers leur face inférieure 21 de façon que ladite face soit soumise à la pression des gaz et que les doigts support 19 poussent les segments qu'ils portent vers la surface cylindrique de l'alésage 2 du bloc moteur, et vers la surface cylindrique de l'arbre 9 du rotor à mouvement intermittent 4, chaque doigt 19 support dans sa tête comportant au moins une rainure 22 diamétrale à fond plat pour recevoir le ou les segment(s) correspondant(s).
Toujours selon la forme préférée de réalisation, les segments latéraux et le segment frontal de chaque palette 10 du rotor à mouvement intermittent sont portés par des doigts supports 19 engagés en ajustement glissant dans des alésages borgnes de ladite palette 10 et pourvus en regard de la chambre de travail d'un enlèvement de matière longitudinal 20 créant un passage des gaz vers leur face inférieure 21 de façon que ladite face soit soumise à la pression des gaz et que les doigts supports 19 poussent les segments qu'ils portent vers la surface cylindrique de l'alésage 2 du bloc moteur et vers les surfaces latérales de Pévidement radial 8 correspondant, chaque doigt support 19 dans sa tête comportant au moins une rainure diamétrale 22 à fond plat qui reçoit le ou les segment(s) correspondant(s). Les alésages borgnes prévus pour recevoir les doigts support associés aux différentes barrières d'étanchéité sont sécants aux gorges des segments correspondants, lesquelles gorges débouchent radialement dans ces alésages borgnes.
Les doigts support 19 sont montés en ajustement glissant dans leurs alésages borgnes et sont' transversaux aux gorges correspondantes, ce qui compartimente les barrières d'étanchéité. Comme on le conçoit la ramure diamétrale 22 que comporte chaque doigt support vient en correspondance avec la gorge formée dans le rotor 3,4 pour recevoir le segment associé.
L'enlèvement de matière longitudinal que comporte chaque doigt support 19 se présente par exemple sous la forme d'un méplat, une rainure ou autre. Grâce à cet enlèvement de matière, la pression du mélange gazeux contenu dans la chambre de travail peut agir sur la face inférieure 21 des doigts supports 19.
La pression des gaz s'exerce aussi sur la face latérale interne du segment. De ce fait le segment est appliqué fermement par sa face latérale externe contre la face latérale correspondante de la gorge qui le reçoit. La pression des gaz s'applique aussi sur la face inférieure de chaque segment. Sous l'effet de cette pression, le segment est sollicité vers la face correspondante de la chambre de travail. Chaque partie rectiligne de chaque barrière d'étanchéité 115 12, 13 que comporte chaque rotor 3,4, pourra être constituée par un segment d'un seul tenant, ou bien par aboutement de plusieurs segments. Dans ce cas de figure, chaque aboutement est réalisé dans la rainure diamétrale 22 d'un doigt support 19.
Selon la forme préférée de réalisation, dans chaque alésage borgne entre le fond de ce dernier et le doigt support 19, est disposé un organe élastique 23, par exemple un ressort de compression à spires qui exerce une poussée axiale sur le doigt support 19. Sous l'effet de cette poussée axiale, le fond de la rainure diamétrale 22 que comporte le doigt est toujours en appui contre la face inférieure du segment correspondant, grâce à quoi, ce dernier est en appui sur la surface correspondante de la chambre de travail 5.
Ainsi, l'étanchéité sera toujours assurée malgré une faible pression des gaz, voire une dépression dans la 5 chambre de travail.
De préférence, chaque doigt support 19 est creux pour recevoir le ressort de compression 23.
Au niveau des jonctions entre les parties latérales en arc de circonférence de cercle 15 et les parties rectilignes 17 des barrières d'étanchéité externe 11 et interne 12 que comporte le rotor à mouvement continu 3 sont disposés des doigts supports 19 comportant deux rainures diamétrales perpendiculaires l'une 10 à l'autre dont une reçoit l'extrémité correspondante du segment latéral en arc de circonférence de cercle et l'autre l'extrémité correspondante du segment rectiligne.
Au niveau de chacune de ces jonctions, les extrémités de ces deux segments 15, 17 coopèrent l'une avec l'autre en emboîtement de forme pour assurer la continuité de l'étanchéité à ce niveau.
Par ailleurs, toujours selon la forme préférée de réalisation au niveau de chaque jonction, 15 l'extrémité correspondante du segment rectiligne 17 présente depuis sa face active un décrochement rectangulaire 24 et l'extrémité correspondante du segment en arc de circonférence de cercle 15 présente à l'opposé de sa face active, une entaille rectangulaire 25 prévue pour venir coiffer le décrochement 24 formé en extrémité de segment rectiligne 17. L'entaille 25 réalise en outre une forme d'accrochage du segment en arc de circonférence de cercle 15 au segment rectiligne 17 et présente deux surfaces de butée s, 20 radiales 25a qui viennent de part et d'autres de l'extrémité correspondante du segment rectiligne. On réalise ainsi l'immobilisation mutuelle des segments dans leurs gorges.
Chaque segment latéral radial 131 de chaque palette 10 du rotor à mouvement intermittent 3 présente un retour à angle droit 26 d'aboutement au segment rectiligne 130, l'aboutement du retour à angle droit et du segment rectiligne 130 étant effectué par emboîtement de forme dans la rainure 22 du doigt 25 support 19 correspondant.
Préférentiellement, le retour à angle droit 26 de chaque segment latéral 131 présente un décrochement vertical tourné dans un sens tandis que l'extrémité correspondante du segment rectiligne 130 présente un décrochement vertical tourné dans le sens opposé, ces deux décrochements par aboutement 130, 131 des segments venant en regard et au contact l'un de l'autre.
30 Chaque segment rectiligne 17, 130, 131 ou chaque segment en arc de circonférence de cercle 15 sur une partie de sa hauteur et ce depuis sa rive inférieure est doté d'une ou plusieurs fentes afin de limiter les efforts parasites et les déformations dues à leur échauffement. Une telle disposition pourra être adoptée pour les segments selon la première forme de réalisation.
Aux barrières d'étanchéité externe 11 du rotor à mouvement continu 3, et à la barrière d'étanchéité 35 13 que comporte chaque palette du rotor à mouvement intermittent, sont associées des barrières pare-feu 27, 28.
La barrière pare-feu 27 associée à chaque barrière d'étanchéité externe 11 du rotor à mouvement continu 3 est formée en arrière de la partie rectiligne 17 de ladite barrière d'étanchéité et s'étend d'une partie latérale 15 à l'autre et comprend un segment rectiligne 270 monté dans une gorge formée dans ledit rotor. Ce segment rectiligne 270 est maintenu en appui sur la surface cylindrique de l'alésage du bloc moteur par un ressort à lame ondulée 271 monté dans la gorge correspondante.
La barrière pare-feu 28 que comporte chaque palette 10 est disposée en avant de la barrière d'étanchéité 13 que comporte cette dernière et comprend deux segments radiaux pare-feu 280 montés dans des gorges latérales de la palette, un segment pare-feu frontal 281 monté dans une gorge frontale de la palette, et deux segments d'angle 282 aboutés au segment frontal 281 et aux segments latéraux 280, lesdits segments d'angle 282 étant montés respectivement dans la gorge frontale de la palette et dans la gorge latérale correspondante de ladite palette.
Ces différents segments sont maintenus contre les faces latérales de l'évidement correspondant du rotor à mouvement continu et contre la face cylindrique de l'alésage du bloc moteur par des ressorts à lame ondulée 283 montés dans les gorges des segments.
Chaque segment d'angle 282 comprend deux branches à angle droit pourvues chacune d'un décrochement avec lequel coopère en emboîtement de forme un décrochement complémentaire pratiqué en extrémité du segment radial 280 ou frontal 281 correspondant. Préférentiellement sont prévues des équerres de recouvrement 284 venant en fond de gorge sous les segments d'angles 282 pour recouvrir les jonctions de ces derniers avec les segments rectilignes associés, chaque équerre de recouvrement 284 coopérant en emboîtement de forme avec des décrochements formés dans les segments associés.
Préférentiellement, les équerres de recouvrement 284 prennent appui sur les ressorts à lame ondulée 283 et transmettent aux segments d'angles 282 et aux segments rectilignes 280, 281 la poussée qu'elles reçoivent de ces ressorts.
Chaque rotor 3, 4 comporte au moins un moyen de graissage 29 apte à délivrer une quantité dosée de fluide de lubrification sur les faces des chambres de travail des segments en avant des segments en considérant le sens de rotation des rotors par rapport au bloc moteur. Enfin, au moins chaque segment 15 en arc de circonférence de cercle selon l'une ou l'autre forme de réalisation, sur sa face active, est doté d'une ou plusieurs cavités 30 en vue de la formation d'un coin d'huile.
Il va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalences techniques.

Claims

REVENDICATIONS.
1/ Machine à pistons rotatifs utilisable notamment en tant que moteur thermique comportant un bloc moteur (1) dans lequel est formé un alésage cylindrique (2) dans lequel sont montés de manière coaxiale en interpénétration deux rotors dont un (3) est à mouvement de rotation continu et présente un perçage axial (7) et au moins un évidement radial (8) débouchant d'une part dans le perçage axial (7) et d'autre part dans sa surface cylindrique externe et dont l'autre rotor (4) est à mouvement intermittent et comprend un arbre cylindrique(9) engagé de manière libre en rotation dans le perçage(7) du rotor à mouvement continu (3), et au moins une palette radiale (10) formant piston, fixée à l'arbre (9) et engagée dans l'évidement radial (8) de façon à pouvoir s'y déplacer angulairement, ladite palette (10) ou piston formant avec l'évidement radial (8) du rotor (3) à mouvement continu et avec l'alésage (2) du bloc moteur, en considérant le sens de rotation des rotors, une chambre arrière (6) ou chambre passive et une chambre avant (5) ou chambre de travail, lesquelles chambres, par rotation des rotors sont assujetties à tourner autour de l'axe géométrique de l'alésage (2) du bloc moteur, un mélange gazeux étant séquentiellement introduit dans la chambre de travail (5) pour évoluer selon les phases d'un cycle thermodynamique en vue de produire un travail mécanique et des barrières d'étanchéité (11, 12) étant formées autour de l'évidement radial (8) du rotor à mouvement continu (3) respectivement sur la surface cylindrique externe de rotor pour former une barrière d'étanchéité externe et sur la surface cylindrique du perçage axial du rotor pour former une barrière d'étanchéité interne, ainsi que sur les rives radiales (10a) et la rive frontale (10b) de la palette du rotor à mouvement intermittent, lesdites barrières d'étanchéité étant constituées par des segments aboutés les uns aux autres et montés dans des gorges formées dans le rotor à mouvement continu et dans les rives radiales et frontale de la palette du rotor à mouvement intermittent, chaque barrière d'étanchéité (11, 12) du rotor à mouvement continu présentant deux parties latérales (15) en arc de circonférence de cercle et au moins une partie rectiligne (17) s'étendant d'une partie latérale à l'autre caractérisée en ce en ce qu'au moins les parties en arc de circonférences de cercle (15) des barrières d'étanchéité (11, 12) du rotor à mouvement continu (3), sont associées à des moyens de compartimentage (14, 19) de l'étanchéité. 2/ Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de compartimentage (14) sont constitués par des joints annulaires introduits dans les gorges des segments en arc de circonférence de cercle, ces dits joints étant installés entre le fond de la gorge correspondante et le segment correspondant lequel vient en appui sur ledit joint. 3/ Machine selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que chaque partie latérale (15) de chaque barrière d'étanchéité que comporte le rotor à mouvement continu est constitué par un seul segment et décrit un arc de circonférence de cercle proche de 360° et que chaque partie latérale (15) assure l'étanchéité latérale de toutes les chambres de travail et de toutes les chambres passives que forment les rotors à mouvement continu et à mouvement intermittent. 4/ Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque segment (15) en arc de circonférence de cercle de chaque barrière d'étanchéité (11, 12), dans sa face tournée vers la chambre de travail ou vers la chambre passive présente une mortaise radiale (16) prévue pour recevoir l'extrémité de la partie rectiligne de ladite barrière d'étanchéité (11, 12).
5/ Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque palette (10) du rotor à mouvement intermittent (4) présente une barrière d'étanchéité avant (13a) et une barrière d'étanchéité arrière (13b), chacune de ces barrières d'étanchéité étant formée sur la rive frontale (10b) de la palette ainsi que sur les deux rives radiales (10a) de cette dernière, chaque barrière d'étanchéité (13a, 13b) étant constitué de segments rectilignes (130, 131) montés dans des gorges formés dans la face frontale et dans les deux rives radiales. 6/ Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que pour chaque barrière d'étanchéité (13a,
13b), la partie rectiligne (130) engagée dans la rive frontale coopère par emboîtement de forme par ses extrémités avec les deux parties rectilignes (131) engagées dans les rives radiales (10a).
7/ Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque partie rectiligne (130, 131) de la barrière d'étanchéité (13a, 13b) est formée par deux segments d'étanchéité en relation de juxtaposition par l'une de leurs grandes faces, les deux segments de la partie rectiligne formée dans la face frontale étant décalés longitudinalement l'un par rapport à l'autre pour former deux décrochements d'extrémité, et les deux segments de chacune des deux parties rectilignes formées dans les rives radiales étant de longueurs différentes pour former un décrochement d'extrémité qui coopère en emboîtement de forme avec le décrochement correspondant que présente la partie rectiligne formée dans la face frontale. 8/ Machine selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée par des ressorts à lames ondulées (18) installés dans les gorges de réception des parties rectilignes (17, 130, 131) des barrières d'étanchéité, les dits ressorts étant montés entre le fond des gorges et les dites barrières.
9/ Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'au moins les parties (15) en arc de circonférences de cercle des barrières d'étanchéité (11, 12) sont portées de place en place par des doigts support (19) engagés en ajustement glissant dans des alésages borgnes pratiqués dans le rotor à mouvement continu, lesdits doigts support en regard de l'évidement correspondant du rotor à mouvement continu (3), étant dotés d'un enlèvement de matière longitudinal (20) créant un passage des gaz vers la face inférieure (21) du doigt support (19) de façon que ladite face (21) soit soumise à la pression des gaz et que les doigts supports (19) poussent les segments qu'ils portent vers la surface cylindrique de l'alésage (2) du bloc moteur pour Pétanchéité extérieure et vers la surface cylindrique de l'arbre (9) du rotor à mouvement intermittent (4) pour l'étanchéité intérieure, chaque doigt support (19) dans sa tête comportant au moins une rainure (22) diamétrale à fond plat qui reçoit le ou les segment(s) correspondant(s).
10/ Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que les segments des parties rectilignes (17) des barrières d'étanchéité externe (11) et interne (12) que comporte le rotor à mouvement continu (3) sont également portés de place en place par des doigts supports (19) engagés en ajustement glissant dans des alésages borgnes pratiqués dans le rotor à mouvement continu (3), lesdits doigts supports (19) étant dotés d'un enlèvement de matière longitudinal (20) créant un passage des gaz vers leur face inférieure (21) de façon que ladite face soit soumise à la pression des gaz et de façon que les doigts support (19) poussent les segments qu'ils portent vers la surface cylindrique de l'alésage (2) du bloc moteur, et vers la surface cylindrique de l'arbre (9) du rotor à mouvement intermittent (4), chaque doigt support (19) dans sa tête comportant au moins une rainure diamétrale (22) à fond plat qui reçoit le ou les segment(s) correspondant(s).
11/ Machine selon la revendication 1 ou la revendication 10, caractérisée en ce que les segments latéraux (131) et le segment frontal (130) de chaque palette (10) du rotor à mouvement intermittent (4) sont portés par des doigts supports (19) engagés en ajustement glissant dans des alésages borgnes de ladite palette (10) et pourvus en regard de la chambre de travail (5) d'un enlèvement de matière longitudinal créant un passage des gaz vers leur face inférieure (21) de façon que ladite face soit soumise à la pression des gaz et que les doigts supports (19) poussent les segments qu'ils portent vers la surface cylindrique de l'alésage (2) du bloc moteur (1) et vers les surfaces latérales de l'évidement radial (8) correspondant, chaque doigt support (19) dans sa tête comportant au moins une rainure diamétrale (22) à fond plat pour recevoir le segment correspondant.
12/ Machine selon la revendication 10, ou la revendication 11, caractérisée en ce que chaque partie rectiligne (17) de barrière d'étanchéité est réalisée par aboutement de segments rectilignes, l'aboutement de ces segments étant réalisé au niveau de certains doigts supports (19) dans les rainures (22) correspondantes de ces derniers.
13/ Machine selon l'une quelconque des revendications 1, 9, 10, 11, 12, caractérisée en ce qu'au niveau des jonctions entre les parties latérales en arc de circonférence de cercle (15) et les parties rectilignes (17) de barrières d'étanchéité (11, 12) que comporte le rotor à mouvement continu (3) sont disposés des doigts supports (19) comportant deux rainures diamétrales (22) perpendiculaires l'une à l'autre dont une reçoit l'extrémité correspondante (17) du segment latéral (15) en arc de circonférence de cercle et l'autre l'extrémité correspondante du segment rectiligne.
14/ Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que les extrémités des deux segments, au niveau de chaque jonction coopèrent l'une avec l'autre en emboîtement de forme.
15/ Machine selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'au niveau de chaque jonction, l'extrémité correspondante du segment rectiligne (17) présente depuis sa face active un décrochement rectangulaire (24) et que l'extrémité correspondante du segment en arc de circonférence de cercle (15) présente à l'opposé de sa face active, une entaille rectangulaire (25) prévue pour venir coiffer le décrochement (24), ladite entaille (25) réalisant une forme d'accrochage du segment en arc de circonférence de cercle au segment rectiligne et présentant deux surfaces de butée radiales (25a) venant de part et d'autres de l'extrémité correspondante du segment rectiligne.
16/ Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que chaque segment latéral radial (131) de chaque palette (10) du rotor à mouvement intermittent (4) présente un retour à angle droit (10) d'aboutement au segment rectiligne (130), l'aboutement du retour à angle droit (26) et du segment rectiligne (130) étant effectué par emboîtement de forme dans la rainure du doigt support (19) correspondant.
17/ Machine selon la revendication 16, caractérisée en ce que le retour à angle droit (26) de chaque segment latéral (131) présente un décrochement vertical tourné dans un sens tandis que l'extrémité correspondante du segment rectiligne (130) présente un décrochement vertical tourné dans le sens opposé, ces deux décrochements par aboutement des segments venant en regard et au contact l'un de l'autre. 18/ Machine selon l'une quelconque des revendications 9 à 17 caractérisée en ce que les alésages borgnes recevant les doigts supports (19) sont sécants aux gorges des segments correspondants, les dites gorges débouchant radialement dans lesdits alésages borgnes, et les doigts supports (19) étant transversaux aux gorges correspondantes afin de compartimenter la barrière d'étanchéité correspondante.
19/ Machine selon la revendication 18, caractérisée en ce que l'enlèvement de matière (20) dont est pourvu chaque doigt support est un méplat. 20/ Machine selon l'une quelconque des revendications 9 à 19, caractérisée par un organe élastique (23) interposé entre chaque doigt support (19) et le fond de l'alésage correspondant.
21/ Machine à pistons rotatifs selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque segment sur une partie de sa hauteur et ce depuis sa rive inférieure est doté d'une ou plusieurs fentes afin de limiter les efforts parasites et les déformations dues à leur échauffement.
22/ Machine selon l'une quelconque des revendications 1, ou 9 à 21, caractérisée en ce qu'aux barrières d'étanchéité externes (11) du rotor à mouvement continu (3) et à la barrière d'étanchéité (13) que comporte chaque palette du rotor à mouvement intermittent sont associées des barrières pare-feu (27, 28). 23/ Machine selon la revendication 22, caractérisée en ce que la barrière pare-feu (27) associée à chaque barrière d'étanchéité externe (11) du rotor à mouvement continu (3) est formée en arrière de la partie rectiligne (17) de ladite barrière d'étanchéité (11) et s'étend d'une partie latérale à l'autre de cette barrière d'étanchéité et comprend un segment rectiligne (270) monté dans une gorge formée dans ledit rotor (3) et est maintenu en appui sur la surface cylindrique de l'alésage du bloc moteur par un ressort à lame ondulée (271) monté dans la gorge. 24/ Machine selon la revendication 22 ou la revendication 23, caractérisée en ce que chaque barrière pare feu (28) que comporte le rotor à mouvement intermittent est disposée sur la palette correspondante (10) en avant de la barrière d'étanchéité (13) de cette palette et comprend deux segments radiaux latéraux pare feu (280) montés dans des gorges latérales de la palette (10), un segment pare-feu frontal (281) monté dans une gorge frontale de la palette, et deux segments d'angle (282) aboutés au segment frontal (281 ) et aux segments latéraux (282), lesdits segments d'angle (282) étant montés respectivement dans la gorge frontale de la palette (10) et dans la gorge latérale correspondante de ladite palette, lesdits segments étant maintenus contre les faces latérales de l'évidement correspondant du rotor à mouvement continu et contre la face cylindrique de l'alésage du bloc moteur par des ressorts à lame ondulée (283) montés dans les gorges des segments. 25/ Machine selon la revendication 24, caractérisée en ce que chaque segment d'angle comprend deux branches à angle droit pourvues chacune d'un décrochement avec lequel coopère en emboîtement de forme un décrochement complémentaire pratiqué en extrémité du segment radial (280) ou frontal (281) correspondant.
26/ Machine selon la revendication 25, caractérisée par des équerres de recouvrement (284) venant en fond de gorge sous les segments d'angles (282) pour recouvrir les jonctions de ces derniers avec les segments associés, chaque équerre de recouvrement coopérant (284) en emboîtement de forme avec des décrochements formés en extrémité des segments associés.
27/ Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque rotor (3, 4) comporte au moins un moyen de graissage apte à délivrer une quantité dosée de fluide de lubrification sur les faces de la chambre de travail (5) en avant dudit segment en considérant le sens de rotation dudit rotor.
28/ Machine selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'au moins chaque segment (15) en arc de circonférence de cercle sur sa face active est doté d'une ou plusieurs cavités en vue de la formation d'un coin d'huile.
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