WO1991014859A1 - Working fluid rotating machine - Google Patents

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WO1991014859A1
WO1991014859A1 PCT/FR1991/000238 FR9100238W WO9114859A1 WO 1991014859 A1 WO1991014859 A1 WO 1991014859A1 FR 9100238 W FR9100238 W FR 9100238W WO 9114859 A1 WO9114859 A1 WO 9114859A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
compressor
stator
disc
reaction
Prior art date
Application number
PCT/FR1991/000238
Other languages
French (fr)
Inventor
Elhanan Kohn
Original Assignee
Centre De Hautes Etudes Talmudiques
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre De Hautes Etudes Talmudiques filed Critical Centre De Hautes Etudes Talmudiques
Publication of WO1991014859A1 publication Critical patent/WO1991014859A1/en

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C3/00—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members
    • F01C3/06—Rotary-piston machines or engines with non-parallel axes of movement of co-operating members the axes being arranged otherwise than at an angle of 90 degrees
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F02B2053/005—Wankel engines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a rotary machine, of the type comprising • a stator and defining therewith at least one working chamber for a working fluid, and inlet and outlet orifices provided in the wall of the stator for the in and out of it
  • the invention is applicable in particular, but not exclusively, to a rotary heat engine, in which case the working fluid is a combustible gas mixture, or even to a compressor, in which case the working fluid is a gas or a gaseous mixture which '' we want to compress or circulate.
  • a heat engine the combustion of a gaseous mixture is used to produce an increase in pressure which causes the displacement of a receiving wall.
  • the drawbacks of such kinematics are known and we have tried to avoid them by proposing a so-called "rotary" motor.
  • ANKEL motor in which a piston of triangular shape with curvilinear sides moves between two lateral flanges of a stator whose internal wall is machined according to a complicated trochoidal profile.
  • movement of the piston is not actually printing: it s 1 is more of a translation of its center point along a circular path while on the contrary an internal toothing prevents it from rotating on himself.
  • This results in the appearance of vibrations of the piston, the sealing edges of which have tendency to strike the internal trochoid wall of the stator to mark destructive grooves.
  • the gas pressure is not always fully used.
  • the object of the present invention is to avoid these drawbacks by producing a rotary machine, in particular a truly rotary heat engine, that is to say 5 in which all the moving parts are driven by a rotary movement, while the walls assets have simple shapes, for example planar or toroidal in shape.
  • the rotary machine is characterized in that the rotor is constituted by a crown 0 and by at least one pallet integral with the crown; in that the stator has the shape of a hollow annular body having an internal surface at least part of which is a portion of a surface of revolution around the axis of rotation of the rotor and has a meridian section which corresponds to the contour of the pallet, which can slide tightly on this surface when the rotor turns in the stator around said axis of rotation and in that it further comprises a reaction disc, the geometric axis of which forms a non-zero angle with the axis of rotation of the rotor, at least one slot 0 formed in the wall of the annular body of the stator in the plane of the reaction disc, which is rotatably mounted around its geometric axis and can slide in leaktight manner in said slot passing through the interior space of the annular body where it defines a reaction bottom for said working chamber, at least one notch cut in the reaction disc, and
  • Said synchronization means may comprise for example a first toothed ring rigidly connected to the rotor, a second toothed ring rigidly linked to the reaction disc and a set of gears engaged with the first and second toothed rings, all the rings and gears having a transmission ratio defined by the relation: Nd Np
  • the predetermined angle between 1 ' axis of the rotor and the axis of the reaction disk is equal to approximately Arc Cos Vr / Vd, Vr and Vd respectively denote the speed of a point on the rotor vane and the speed of a point homologous to the notch of the disc meeting the point of the pallet when the pallet passes through the notch.
  • the hollow annular stator may comprise two diametrically opposite working chambers and two diametrically opposite slots.
  • the reaction disc can then be mounted so as to slide in leaktight manner in the two slots.
  • the rotary machine of the present invention can be for example a heat engine or a compressor. It is also possible to combine in the same machine a heat engine and a compressor both produced in accordance with the invention as defined above. In this case, the compressor outlet (outlet) is connected to the engine inlet (inlet).
  • the number of vanes 3 of the rotor 1 is odd. In this case, combustion in one of the two chambers 11 begins when the thrust of the gases weakens in the other chamber 11, and vice versa.
  • the pressure of the gases on the rotor paddle (s) is always exerted in the same direction and at the same distance from the axis of rotation of the rotor throughout the duration of the propulsion and combustion time of the gases, so that the pressure of the gases is well used to produce the engine force and the torque generated by the engine is better than in the case of an ANKEL engine.
  • Figure 1 is a theoretical diagram illustrating, in perspective, the structure of a rotary machine according to the invention, comprising a heat engine with two combustion chambers and a compressor with two compression chambers;
  • FIG. 2 is a perspective view in section showing the concentric stators of the motor and the compressor of the rotary machine of Figure 1;
  • FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, showing the stator of the engine after removal of the stator of the compressor;
  • - Figure 4 is a perspective view in section showing the motor rotor
  • - Figure 5 is a perspective view in section showing the stator of the compressor considered in isolation
  • FIG. 6 is a perspective view and corresponding section of the compressor rotor
  • FIG. 7 is a perspective view showing a pinion with multiple teeth to synchronize the two rotors
  • FIG. 8 is a plan view showing the two concentric reaction discs used in the rotary machine of Figure 1;
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the start of the passage of a rotor rotor of the engine through a notch of the reaction disc of the engine;
  • FIG. 10 is a diagram similar to that of Figure 9, illustrating the end of the passage of said pallet in the notch;
  • - Figure 11 is a diagram similar to Figures 9 and 10, illustrating the combustion after the passage of the pallet;
  • FIG. 12 is a diagram similar to that of Figures 9 to 11, illustrating the passage of a pallet of the compressor rotor through a notch in the reaction disk of the compressor;
  • FIG. 13 is a diagram illustrating the admission of a gaseous fluid (air or combustible mixture) into the compressor.
  • FIG. 14 is a diagram similar to that of Figure 13, illustrating the transfer of the admitted fluid, but not yet compressed, to the compression chamber;
  • FIG. 15 is a diagram similar to the previous one, illustrating the phase of compression of the gaseous fluid;
  • Figure 16 is a diagram illustrating the admission of the compressed gaseous fluid into the combustion chamber of the engine
  • Figure 17 is a diagram illustrating the combustion time of the engine
  • FIG. 18 is a diagram illustrating the phase of propulsion of the engine rotor by the pressure of the combustion gases;
  • FIG. 19 is a diagram illustrating the first exhaust of the used gases;
  • - Figure 20 is a diagram illustrating the expulsion of the remaining spent gases, by the movement of the corresponding paddle towards the reaction disc;
  • FIG. 21 is a vector diagram relating to the operation of the rotary machine;
  • - Figures 22 to 24 illustrate a concrete embodiment of the motor and compressor assembly of the present invention, Figure 22 being a front view, with parts broken away, Figure 23 a top view and Figure
  • FIG. 26 is a view similar to Figure 25 showing another detail
  • FIG. 27 is a sectional view showing, on a larger scale, yet another detail.
  • the rotary machine shown in the drawings comprises an engine M and a compressor C for supplying the engine with compressed air (diesel engine or injection engine) or with a gaseous combustible mixture (spark ignition engine).
  • the motor M represented in the drawing comprises a rotor 1 which comprises at least one pallet, for example six pallets 3, mounted on a crown 2 (FIG. 4) which can rotate inside a hollow annular stator 4 (FIG. 3 ).
  • a reaction disc ( Figures 1 and 8) enters the stator 4 through slots 10 made transversely in the stator 4 in diametrically opposite positions thereof.
  • the disc 7 thus forms a reaction bottom for two combustion chambers 11 situated in diametrically opposite positions inside the hollow annular stator 4.
  • Each chamber 11 extends in the circumferential direction inside the hollow annular stator over an arc of about 2 * Np, from the reaction bottom formed by the disc 7, that is to say about 2 ⁇ / 6 or 60 ° in case the rotor 1 has six pallets 3.
  • the internal surface 5 of the hollow annular stator 4 is a portion of a surface of revolution around the axis of rotation 6 of the rotor 1, and it has a meridian section which corresponds to the outline of the pallets 3.
  • This outline can be square, round, trapezoidal, etc.
  • Notches 12, for example two notches 12 are formed in the disc 7 (FIG. 8). The notches 12 allow the passage of the pallets 3 when they are presented transversely with respect to the disk 7 during the rotation of the rotor 1.
  • Synchronization means which will be described in detail below are provided for synchronizing the rotational movements of the rotor 1 and disc 7 so that a notch 12 is present inside the stator 4 each time a vane 3 arrives near the disc 7. For this to happen, the rotational speeds of rotor 1 and disc 7 satisfy the relation: Nd Np
  • Nr Ne in which Nr is the speed of rotation of the rotor 1, Nd is the speed of rotation of the disc, Ne is the number of notches 12 and Np is the number of pallets 3. In the embodiment shown in the drawings , the rotation speed ratio is therefore equal to 3.
  • the disc 7 has an annular shape (FIG. 8) with an inside diameter corresponding to the outside diameter of the ring 2 of the rotor 1.
  • the axis of rotation 8 of the disc 7 intersects the axis of rotation 6 of the rotor 1 at the center of the annular stator 4, and it makes a predetermined angle, om not zero, with the axis 6 the angle ⁇ m here is preferably less than 90 ° so that the plane PI in which the disc 7 is located obliquely cuts the plane P2 in which the rotor 1 and the stator 4 are located (FIGS. 1 and 21).
  • each notch 12 of the disc 7 By choosing appropriately Angle, it is then possible to ensure that the lateral edges of each notch 12 of the disc 7 accompany the faces of any pallet 3 of the rotor 1 passing through the notch 12 during the rotational movements of the rotor 1 and of the disc 7 as illustrated in FIGS. 9 and 10.
  • the width L of the pallets being small compared to the radii R of the disc 7 and of the rotor 1, the radii of curvature of the path formed by the coincident points of the disc and the rotor will be large enough to consider it flat and even straight.
  • Vd Vr in which AB and DB respectively represent the distance between points A and B and the distance between points D and B, and Vd and Vr have the meanings already indicated.
  • the triangle formed by the three points A, B and D is a right triangle and the angle between the sides AB and DB is equal to the angle between the axes 6 and 8.
  • the angle ⁇ m is therefore equal to 1/3
  • the angle "-m is therefore equal to approximately 70 ° 30 '.
  • an opening 13 is provided in the wall of the stator 4 near the slot
  • a second opening, similar to the opening 13, is provided in a diametrically opposite position in the wall of the stator 4.
  • the two openings 13 are intended to admit respectively into the two combustion chambers 11 either compressed air if the engine M is designed to operate as a diesel or injection engine (in this case, each of the two explosion chambers 11 is also associated with a non-injector shown for injecting fuel), a gaseous fuel mixture. compressed (air plus fuel mixture) if the engine is designed to operate as a spark ignition engine.
  • the crown 2 of the rotor 1 has two orifices 38 behind each pallet 3. The orifices 38 allow the admission of compressed air or the compressed gaseous fuel mixture into the combustion chambers 11 when they come in correspondence with the orifices 13 as will be seen later.
  • the compressor C comprises a hollow annular stator 17 (FIG. 5), in which a rotor 18 (FIG. 6) can rotate comprising a ring 19 provided with at least one pallet 20, for example four pallets 20 as shown in the figure 1.
  • the compressor further comprises a reaction disc 21 (FIGS.
  • the disc 21 comprises at least one notch, for example two notches 23 ( Figures 1 and 8) which are situated in diametrically opposite positions in the disc 21.
  • synchronization means which will be described below, are provided to synchronize the rotational movements of the rotor 18 and the disc 21 so that each time a pallet 20 approaches the disc 21, a notch 23 is present to let the pallet pass.
  • L has formula (1) already stated above about the M motor is still valid in the case of the compressor C.
  • Nr and Nd represent the rotational speed of the rotor 18 and the rotational speed of the disk 21, while Ne and Np respectively represent the number of notches 23 of the disc 21 and the number of vanes 20 of the rotor 18.
  • the means of above mentioned synchronization must have a transmission ratio such that the Nd / Nr ratio is equal to 2.
  • the disc 21 of the compressor C passes through the stator 17, in the slots 22, obliquely as is in particular visible in FIG.
  • the axis of rotation 9 of the disc 21 makes a predetermined angle ⁇ c with the axis of rotation 6 of the rotor 18 (in the embodiment shown, the rotor 18 of the compressor C and the rotor 1 of the motor M rotate around the same axis 6).
  • the formula (4) indicated above with respect to the motor M is still valid for the angle ⁇ c, that is to say that:
  • Vr ⁇ c arc cos Vd in which Vr and Vd are here respectively the speed of the point of the pallet of the rotor 18 and the speed of the point of the notch 23 of the disc 21 meeting the point of the pallet when the pallet passes through the notch.
  • the angle ⁇ c is equal to approximately 60 e .
  • the stator 17 of the compressor C has two inlet openings 24 (a single opening 24 is visible in FIG. 5) which are located in diametrically opposite positions near the slots 22 for the admission of air or of a combustible mixture gas in the compressor.
  • the stator 17 further comprises two outlet openings 25 (a single opening 25 is visible in FIGS.
  • the stators 4 and 17 are arranged one relative to the other such that each discharge port 25 of the stator 17 is arranged in correspondence with one of the two intake ports 13 of the stator 4 of the motor M.
  • the crown 2 of the rotor 1 covers the intake orifices 13 and 25 which are in correspondence, and the twelve slots 38 of the crown 2 (in the case where the latter comprises six pallets 3) come successively, six times per revolution of the rotor 1, in correspondence with the two pairs of aligned orifices 13 and 25. So that each pallet 20 of the compressor C discharges the compressed fluid through the aligned orifices 13 and 25, at the moment when a lumen 38 of the crown 2 arrives opposite said aligned orifices, the rotational movements of the rotors 1 and 18 must be synchronized.
  • at least one shaft 26, preferably four shafts 26 are rotatably mounted in the appropriate bearings 4a (FIG.
  • Each shaft 26 carries at least one pinion, for example three pinions, namely two pinions 29 having the same diameter and the same number of teeth, and between them a pinion 30 of smaller diameter than the pinions 29 ( Figure 7).
  • the pinions 29 are driven by the pinion 30.
  • the crown 2 of the rotor 1 is provided with an internal toothing 28 (FIG. 4) which engages the pinion 30 of the four shafts 26 through openings provided in the inner peripheral wall of the stator 4, such as for example the opening 4b of figure 3.
  • the ring 19 of the rotor 18 has two external teeth 27 which are respectively engaged with the two pinions 29 of each of the four shafts 26 through openings provided in the external peripheral wall of the stator 17, such as for example the openings 17b shown in the FIG. 5.
  • the product of the speed of rotation Nrc of the rotor 18 of the compressor must be the product of the number Npc of the paddles 20 of the compressor is equal to the product of the speed of rotation Nrm of rotor 1 of the engine by the number Npm of paddles 3 of rotor 1 of the engine.
  • the transmission ratio Nrc / Nrm of the gear formed by the two teeth 27 of the ring 19, by the teeth 28 of the ring 2 and by the pinions 29, 30, must be equal to Npm / Npc. In the embodiment described here, in which Npm is equal to 6 and Npc is equal to 4, this ratio must therefore be equal to 1.5.
  • the numbers of the teeth of teeth 27 and 28 and gears 29 and 30 must therefore be chosen so that the rotor 18 rotates one and a half times faster than the rotor 1.
  • vanes 20a and 20b of the compressor rotor moving away from the disc 21 as a result of the rotational movement of the compressor rotor in the direction of arrow 31 draw air or a combustible gas mixture through the two orifices 24,
  • FIG. 16 shows the transfer of the compressed fluid through the aligned orifices 25 and 13 of the stators 17 and 4 and through the two openings 38 of the crown 2 of the motor rotor, which is find at this instant in correspondence with the aligned openings 25 and 13 (FIG. 16).
  • the compressed gaseous fluid which is discharged through the aligned openings 25 and 13 and through the openings 38 enters the two combustion chambers 11 which are formed between the disc 7 and the two pallets 3a and 3b which have just passed from the on the other side of the disc 7.
  • a suitable ignition device such as a spark plug, causes the combustion of the combustible gas mixture compressed which is contained in the two combustion chambers 11 (FIG. 17).
  • a fuel would be injected by an appropriate injector into each of the two chambers 11 and would ignite.
  • the following pallets 3c and 3d discharge the remaining burnt gases 40 through the two exhaust ports 14 provided in the wall of the stator 4 near the disc 7 as shown in Figure 20.
  • the ports 14 are also connected to an exhaust pipe not shown. that the discharge of the burnt gases through the two orifices 14 absorbs practically no power since, at this time, the pressure of the gases has already relaxed through the orifices 39.
  • the stator 4 of the motor has in its wall two orifices 41, each orifice 41 being located between the first exhaust orifice 39 and the second exhaust orifice 14.
  • Each orifice 41 allows fresh air to enter the stator 4 to cool the stator and the vanes 3 of the rotor, the fresh air mixed with the residual burnt gases then being expelled through the holes 14.
  • the stator 4 can be provided, if necessary, with cooling fins, which are formed in one piece with the stator and which project radially and laterally from this one.
  • the stator 4 can be formed with a double wall, between which cooling water is circulated.
  • stator 4 of the motor M and the stator 17 of the compressor C can be formed in common parts, coming from the foundry and assembled to each other by screws 42.
  • the disc 7 of the motor M and the reaction disc 21 of the compressor C are rotatably mounted in a casing 43, which can also be made up of several pieces from the foundry and assembled to each other by screws 44.
  • the foundry pieces forming the casing 43 can be made in one piece with respective foundry pieces forming the stators 4 and 17 of the motor M and of the compressor C.
  • two circular grooves 45 and 46 are formed respectively in the upper and lower faces of the reaction disc 7.
  • circular grooves 47 and 48 are formed in the upper and lower walls of the casing 43, inside d e this, respectively in correspondence with the grooves 45 and 46.
  • the grooves 45 to 48 are arranged coaxially with the axis 8.
  • the grooves 45 and 47 together form a raceway for a set of balls 49 while the grooves 46 and 48 form another raceway for balls 50.
  • the circular grooves 45 to 48 and the sets of balls 49 and 50 serve both to center the reaction disc 7 relative to the axis of rotation 8 and to forming axial thrust ball bearings which allow the disc 7 to resist the thrusts which are due, in service, to the pressure of the combustion gases in the two combustion chambers 11.
  • the reaction disc 21 of the compressor is mounted on an axis 51, the ends of which are supported by the casing 43.
  • Two axial thrust bearings 52 and 53 can also be provided, if desired, to oppose the thrusts which, in service, are applied to the opposite faces of the reaction disc 21.
  • the reaction disc 7 has a ring gear 54 which extends circumferentially over its entire outer perimeter.
  • a conical toothed wheel 55 penetrates inside the casing 43 through an opening 56 thereof (FIG. 24) and meshes with the toothed crown 54 of the reaction disc 7.
  • the toothed wheel 55 is fixed on a shaft 57, which is rotatably mounted in two bearings 58 and 59 provided on a casing 43. On the shaft 57 is also wedged a toothed wheel 60 which meshes with a toothed wheel 61.
  • one of the four shafts 26, which carry the pinions 29 and 30 serving to synchronize the rotational movement of the rotor 1 of the motor M and the rotational movement of the rotor 18 of the compressor C, is extended at each of its ends to project outside the stator 4, the toothed wheel 61 is wedged on one of the projecting ends of said shaft 26, while the other projecting end of the shaft 26 carries another toothed wheel 62, which is wedged on it.
  • the toothed wheel 62 in turn engages a toothed wheel 63 wedged on a shaft 64.
  • the shaft 64 is supported in the bearing 65 fixed to the casing 43, while its other end is supported in a another bearing 66 formed in the stator of compressor C.
  • a conical toothed wheel 67 which penetrates inside the casing 43, through an opening 68 thereof, and which meshes with a toothed crown 69 formed on the reaction disc 21 coaxially with axis 51 thereof.
  • the teeth 28 of the crown 2 of the rotor of the motor M, the pinion 30, the shaft 26, the toothed wheels 61 and 60, the shaft 57, the bevel gear 55 and the toothed crown 54 of the reaction disc 7 form synchronization means which synchronize the rotational movements of the rotor 1 and the reaction disc 7 of the motor M.
  • the ratio of the rotational speeds of the disc 7 and of the rotor 1 must be equal to 3.
  • the numbers of teeth of the crowns or toothed wheels 28, 30, 54, 55, 60 and 61 must be chosen so that the transmission ratio of the assembly formed by these crowns and toothed wheels is equal to 3.
  • the two teeth 27 of the crown 19 of the rotor of the compressor C, the two pinions 29, the shaft 26, the toothed wheels 62 and 63, the bevel gear 67 and the toothed crown 69 of the reaction disc 21 form synchronization means, which synchronize the rotational movements of the rotor 18 and the reaction disc 21 of the compressor C.
  • the ratio of the rotational speeds of the disc 21 and the rotor 18 must be equal to 2.
  • the numbers of teeth of the crowns and toothed wheels 27, 29, 63, 67, and 69 must be chosen so that the transmission ratio of all of these crowns and toothed wheels is equal to 2.
  • the driving force developed by the motor can be taken, for example, from the shaft 26, the ends of which project outside the stator 4, or from one of the shafts 57 and 64.
  • FIG. 25 is a detail view showing, on a larger scale, the meshing between the teeth 28 of the crown 2 and the pinion 30 of one of the shafts 26, on the one hand and the meshing between the two pinions 29 of the same shaft 26 and the two teeth 27 of the crown 19 of the compressor C, on the other hand.
  • one of the two inlet openings 24 for the gas inlet to the compressor C has also been shown in dashed lines.
  • FIG. 26 is another detail view showing, on the same scale as in FIG. 25, one of the discharge ports 25 of the compressor C and the corresponding intake port 13 of the engine M.
  • a non-return valve 70 can be provided between the orifices 13 and 25 in order to prevent the gases from being able to flow back to the compressor C.
  • At least one sealing segment 71 can be provided in a groove formed in the stator 4, in each slot 10, to establish gas tightness by contact with the face of the disc 7 on the side of the combustion chamber 11.
  • each pallet 3 can be equipped with at least one sealing segment like the segment 72 shown in FIG. 27.
  • the disc 7 can be fitted, on its internal periphery, with sealing segments 73 in order to establish gas-tightness between the disc 7 and the ring 2 of the motor rotor.
  • the compressor C could have the same outside diameter as the annular stator 4 of the motor M and be arranged next to it, or else the compressor C could concentrically surround the motor M.
  • the use of a reaction disc whose center is coincident with the center of the annular stator and qLii cuts the latter in two diametrically opposite points is advantageous because it allows to obtain two combustion chambers (• in the case of a motor) or two compression chambers (in the case of a compressor) by means of a single reaction disc, however, such a provision is not mandatory.
  • the center of the reaction disc could indeed be outside the stator of the motor or the compressor. In the latter case, if it is desired to have several combustion chambers or several compression chambers in the stator of the engine or of the compressor, it will then be necessary to provide at least as many reaction discs as there are chambers.
  • the invention has been described in connection with an assembly composed of an M motor and a C compressor, the M motor could be used alone in combination with a conventional compressor, and the C compressor could be used without the M motor for other uses.
  • the synchronization means described above are essentially based on toothed wheels and pinions, they can comprise other positive transmission means (chains, toothed belts, for example), that is to say without the possibility of slip between the elements of the transmission.

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Abstract

This rotating machine which may be used as a heat engine (M) or a compressor (C) or both combined comprises a hollow annular stator (4) in which can rotate a rotor (1) fitted with at least one vane (3). A rotary reaction disc (7) passes through the stator (4) forming an acute angle ($g(a)m) with the rotor in at least one of its slots (10) where it defines a reaction base for a working chamber of the machine. The disc (7) comprises at least one recess (12) for the passage of the vane(s) of the rotor (1). Means are provided to synchronize the rotary movements of the rotor (1) and the disc (7) so that one recess (12) in the disc arrives at the time when a vane (3) of the rotor comes near the disc.

Description

MACHINE TOURNANTE A FLUIDE DE TRAVAIL ROTATING MACHINE WITH WORKING FLUID
Ce présent brevet reprend et complète le brevet numéro 9004148 déposé le vingt sept mars de l'année mille neuf cent quatre vingt dix, aux mêmes noms que le présent brevet, sous le titre de Moteur thermique rotatif. ^ La présente invention concerne une machine tournante, du type comprenant •un stator et définissant avec celui-ci au moins une chambre de travail pour un fluide de travail, et des orifices d'entrées et de sorties prévus dans la paroi du stator pour l'entrée dans celui-ci et la sortie hors de celui-ciThis present patent reproduces and supplements patent number 9004148 filed on March twenty seven of the year one thousand nine hundred and ninety, under the same names as this patent, under the title of Rotary thermal engine. The present invention relates to a rotary machine, of the type comprising • a stator and defining therewith at least one working chamber for a working fluid, and inlet and outlet orifices provided in the wall of the stator for the in and out of it
' du fluide de travail'' working fluid
L'invention est applicable notamment, mais non exclusivement, à un moteur thermique rotatif, auquel cas le fluide de travail est un mélange gazeux combustible, ou encore à un compresseur, auquel cas le fluide de travail est un gaz 5 ou un mélange gazeux qu'on désire comprimer ou faire circuler. On sait que dans un moteur thermique, on utilise la combustion d'un mélange gazeux pour produire une augmentation de pression qui provoque le déplacement d'une paroi réceptrice. 0 Dans un moteur à piston classique, cela conduit à utiliser un ou plusieurs pistons dont le mouvement rectiligne alternatif est transformé par des bielles et un vilebrequin en un mouvement rotatif transmis à un arbre de sortie. Les inconvénients d'une telle cinématique sont connus et on a 5 cherché à les éviter en proposant un moteur dit "rotatif".The invention is applicable in particular, but not exclusively, to a rotary heat engine, in which case the working fluid is a combustible gas mixture, or even to a compressor, in which case the working fluid is a gas or a gaseous mixture which '' we want to compress or circulate. It is known that in a heat engine, the combustion of a gaseous mixture is used to produce an increase in pressure which causes the displacement of a receiving wall. 0 In a conventional piston engine, this leads to the use of one or more pistons whose reciprocating rectilinear movement is transformed by connecting rods and a crankshaft into a rotary movement transmitted to an output shaft. The drawbacks of such kinematics are known and we have tried to avoid them by proposing a so-called "rotary" motor.
Le plus connu de ces moteurs dit "rotatif" est le moteur ANKEL dans lequel un piston de forme triangulaire à côtés curvilignes se déplace entre deux flasques latéraux d'un stator dont la paroi interne est usinée suivant un profil 0 trochoïdal compliqué. En fait, on constate que le mouvement du piston n'est pas réellement rotatif : il s1agit plutôt d'une translation de son point central le long d'une trajectoire circulaire alors qu'au contraire une denture intérieure l'empêche de tourner sur lui-même. Il en résulte l'apparition 5 de vibrations du piston, dont les arêtes d'étanchéité ont tendance à percuter la paroi interne trochoïdale du stator pour y marquer des cannelures destructrices. En outre, dans un moteur WANKE , la pression des gaz n'est pas toujours pleinement utilisée. En effet à certains moments du cycle la position relative de la surface réceptrice, sur laquelle s'exerce la pression des gaz, par rapport à l'axe instantané de rotation, est telle que les forces qui s'exercent sur cette surface réceptrice se contrarient . Il en résulte que le couple obtenu sur 1'arbre de sortie est plus faible que celui -0 auquel on pourrait s'attendre si la pression des gaz était pleinement utilisée pour faire tourner le rotor. la présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réalisant une machine tournante, en particulier un moteur thermique réellement rotatif, c'est-à 5 -dire dont toutes les pièces mobiles soient animées d'un mouvement rotatif, alors que les parois actives ont des formes simples, par exemple planes ou toriques de révolution.The best known of these so-called "rotary" motors is the ANKEL motor in which a piston of triangular shape with curvilinear sides moves between two lateral flanges of a stator whose internal wall is machined according to a complicated trochoidal profile. In fact, it is found that movement of the piston is not actually printing: it s 1 is more of a translation of its center point along a circular path while on the contrary an internal toothing prevents it from rotating on himself. This results in the appearance of vibrations of the piston, the sealing edges of which have tendency to strike the internal trochoid wall of the stator to mark destructive grooves. In addition, in a WANKE engine, the gas pressure is not always fully used. Indeed at certain moments of the cycle the relative position of the receiving surface, on which the pressure of the gases is exerted, relative to the instantaneous axis of rotation, is such that the forces which are exerted on this receiving surface are counteracted . As a result, the torque obtained on the output shaft is lower than that -0 which one would expect if the gas pressure was fully used to rotate the rotor. the object of the present invention is to avoid these drawbacks by producing a rotary machine, in particular a truly rotary heat engine, that is to say 5 in which all the moving parts are driven by a rotary movement, while the walls assets have simple shapes, for example planar or toroidal in shape.
A cet effet, la machine tournante selon l'invention est caractérisée en ce que le rotor est constitué par une couronne 0 et par au moins une palette solidaire de la couronne ; en ce que le stator a la forme d'un corps annulaire creux ayant une surface interne dont au moins une partie est une portion d'une surface de révolution autour de 1'axe de rotation du rotor et a une section méridienne qui correspond au contour de la 5 palette, laquelle peut glisser de façon étanche sur cette surface quand le rotor tourne dans le stator autour dudit axe de rotation et en ce qu'elle comprend en outre un disque de réaction, dont l'axe géométrique forme un angle non nul avec l'axe de rotation du rotor, au moins une fente 0 formée dans la paroi du corps annulaire du stator dans le plan du disque de réaction, lequel est monté rotatif autour de son axe géométrique et peut glisser de manière étanche dans ladite fente en traversant 1'espace intérieur du corps annulaire où il définit un fond de réaction pour ladite chambre de travail, 5 au moins une encoche découpée dans le disque de réaction, et des moyens de synchronisation pour synchroniser les mouvements de rotation du rotor et du disque de réaction de telle façon que ladite encoche laisse passer à travers elle la palette du rotor se présentant transversalement par rapport au disque de réaction au cours de la rotation du rotor.To this end, the rotary machine according to the invention is characterized in that the rotor is constituted by a crown 0 and by at least one pallet integral with the crown; in that the stator has the shape of a hollow annular body having an internal surface at least part of which is a portion of a surface of revolution around the axis of rotation of the rotor and has a meridian section which corresponds to the contour of the pallet, which can slide tightly on this surface when the rotor turns in the stator around said axis of rotation and in that it further comprises a reaction disc, the geometric axis of which forms a non-zero angle with the axis of rotation of the rotor, at least one slot 0 formed in the wall of the annular body of the stator in the plane of the reaction disc, which is rotatably mounted around its geometric axis and can slide in leaktight manner in said slot passing through the interior space of the annular body where it defines a reaction bottom for said working chamber, at least one notch cut in the reaction disc, and synchronization means for synchronizing the movements of rotation of the rotor and of the reaction disc so that said notch allows the pallet of the rotor present transversely to the reaction disk during rotation of the rotor.
Etant donné que les pièces mobiles de la machine tournante de la présente invention sont toutes animées de mouvements de rotation autour d'axes respectifs, il en résulte que les surfaces actives des pièces mobiles, qui glissent les unes par rapport aux autres, peuvent avoir des formes simples, par exemple planes (disque de réaction) ou cylindrique ou toriques de révolution (stator annulaire creux) . Lesdits moyens de synchronisation peuvent comprendre par exemple une première couronne dentée liée rigidement au rotor, une deuxième couronne dentée liée rigidement au disque de réaction et un jeu d'engrenages en prise avec les premières et deuxièmes couronnes dentées, 1'ensemble des couronnes et des engrenages ayant un rapport de transmission défini par la relation : Nd NpSince the moving parts of the rotary machine of the present invention are all driven in rotational movements around respective axes, it follows that the active surfaces of the moving parts, which slide relative to each other, can have simple shapes, for example planar (reaction disc) or cylindrical or toric of revolution (hollow annular stator). Said synchronization means may comprise for example a first toothed ring rigidly connected to the rotor, a second toothed ring rigidly linked to the reaction disc and a set of gears engaged with the first and second toothed rings, all the rings and gears having a transmission ratio defined by the relation: Nd Np
Nr Ne dans laquelle Nr est la vitesse de rotation du rotor, Nd est la vitesse de rotation du disque de réaction. Ne est le nombre d'encoches dans le disque de réaction et Np est le nombre de palettes du rotor.Nr Ne in which Nr is the speed of rotation of the rotor, Nd is the speed of rotation of the reaction disc. Ne is the number of notches in the reaction disk and Np is the number of rotor vanes.
Pour que les côtés de 1 'encoche (ou de chaque encoche) du disque de réaction accompagnent la palette (ou chaque palette) du rotor pendant le passage de ladite encoche, lorsque la machine tournante est en fonctionnement, l'angle prédéterminé entre 1 'axe du rotor et 1'axe du disque de réaction est égal à environ Arc Cos Vr/Vd, Vr et Vd désignent respectivement la vitesse d'un point de la palette du rotor et la vitesse d'un point homologue de 1'encoche du disque rencontrant le point de la palette lors du passage de la palette à travers l'encoche.So that the sides of the notch (or each notch) of the reaction disc accompany the pallet (or each pallet) of the rotor during the passage of said notch, when the rotary machine is in operation, the predetermined angle between 1 ' axis of the rotor and the axis of the reaction disk is equal to approximately Arc Cos Vr / Vd, Vr and Vd respectively denote the speed of a point on the rotor vane and the speed of a point homologous to the notch of the disc meeting the point of the pallet when the pallet passes through the notch.
Suivant une forme d'exécution de la présente invention, le stator annulaire creux peut comporter deux chambres de travail diamétralement opposées et deux fentes diamétralement opposées. Le disque de réaction peut être alors monté de façon à glisser de manière étanche dans les deux fentes. La machine tournante de la présente invention peut être par exemple un moteur thermique ou un compresseur. Il est également possible de combiner dans la même machine un moteur thermique et un compresseur réalisés tous les deux conformément à 1'invention telle qu'elle est définie plus haut. Dans ce cas, l'orifice de sortie (refoulement) du compresseur est raccordé à l'orifice d'entrée (admission) du moteur.According to an embodiment of the present invention, the hollow annular stator may comprise two diametrically opposite working chambers and two diametrically opposite slots. The reaction disc can then be mounted so as to slide in leaktight manner in the two slots. The rotary machine of the present invention can be for example a heat engine or a compressor. It is also possible to combine in the same machine a heat engine and a compressor both produced in accordance with the invention as defined above. In this case, the compressor outlet (outlet) is connected to the engine inlet (inlet).
Suivant une autre caractéristique de la présente invention, le nombre des palettes 3 du rotor 1 est impair. Dans ce cas, la combustion dans l'une des deux chambres 11 commence quand la poussée des gaz faiblit dans 1'autre chambre 11, et inversement.According to another characteristic of the present invention, the number of vanes 3 of the rotor 1 is odd. In this case, combustion in one of the two chambers 11 begins when the thrust of the gases weakens in the other chamber 11, and vice versa.
Selon cette caractéristique, si un seul disque 7 passe dans deux chambres de travail 11 diamétralement opposées on aura un nombre d'encoche 12 impair.According to this characteristic, if a single disc 7 passes through two diametrically opposite working chambers 11 there will be an odd number of notches 12.
Dans le cas où la machine tournante de la présente invention est utilisée comme moteur, on notera que la pression des gaz sur la ou les palettes du rotor s'exerce toujours dans 1e même sens et à la même distance de 1'axe de rotation du rotor pendant toute la durée du temps de propulsion et de combustion des gaz, de sorte que la pression des gaz est bien utilisée pour produire 1'effort moteur et le couple engendré par le moteur est meilleur que dans le cas d'un moteur ANKEL. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux au cours de la description détaillée qui va suivre d'une forme préférée d'exécution de la présente invention, donnée à titre d'exemple en référence aux dessins annexes sur lesquels : - la figure 1 est un schéma théorique illustrant, en perspective, la structure d'une machine tournante selon l'invention, comprenant un moteur thermique à deux chambres de combustion et un compresseur à deux chambres de compression ;In the case where the rotary machine of the present invention is used as a motor, it will be noted that the pressure of the gases on the rotor paddle (s) is always exerted in the same direction and at the same distance from the axis of rotation of the rotor throughout the duration of the propulsion and combustion time of the gases, so that the pressure of the gases is well used to produce the engine force and the torque generated by the engine is better than in the case of an ANKEL engine. Other characteristics and advantages of the present invention will emerge more clearly during the detailed description which follows of a preferred embodiment of the present invention, given by way of example with reference to the accompanying drawings in which: Figure 1 is a theoretical diagram illustrating, in perspective, the structure of a rotary machine according to the invention, comprising a heat engine with two combustion chambers and a compressor with two compression chambers;
- la figure 2 est une vue en perspective et en coupe montrant les stators concentriques du moteur et du compresseur de la machine tournante de la figure 1 ;- Figure 2 is a perspective view in section showing the concentric stators of the motor and the compressor of the rotary machine of Figure 1;
- la figure 3 est une vue semblable à la figure 2, montrant le stator du moteur après enlèvement du stator du compresseur ;FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, showing the stator of the engine after removal of the stator of the compressor;
- la figure 4 est une vue en perspective et en coupe montrant le rotor du moteur ; - la figure 5 est une vue en perspective et en coupe montrant le stator du compresseur considéré isolément ;- Figure 4 is a perspective view in section showing the motor rotor; - Figure 5 is a perspective view in section showing the stator of the compressor considered in isolation;
- la figure 6 est une vue en perspective et en coupe correspondante du rotor du compresseur ;- Figure 6 is a perspective view and corresponding section of the compressor rotor;
- la figure 7 est une vue en perspective montrant un pignon à dentures multiples pour synchroniser les deux rotors ;- Figure 7 is a perspective view showing a pinion with multiple teeth to synchronize the two rotors;
- la figure 8 est une vue en plan montrant les deux disques concentriques de réaction utilisés dans la machine tournante de la figure 1 ;- Figure 8 is a plan view showing the two concentric reaction discs used in the rotary machine of Figure 1;
- la figure 9 est un schéma illustrant le début du passage d'une palette rotorique du moteur à travers une encoche du disque de réaction du moteur ;- Figure 9 is a diagram illustrating the start of the passage of a rotor rotor of the engine through a notch of the reaction disc of the engine;
- la figure 10 est un schéma semblable à celui de la figure 9, illustrant la fin du passage de ladite palette dans 1'encoche ; - la figure 11 est un schéma analogue aux figures 9 et 10, illustrant la combustion après le passage de la palette ;- Figure 10 is a diagram similar to that of Figure 9, illustrating the end of the passage of said pallet in the notch; - Figure 11 is a diagram similar to Figures 9 and 10, illustrating the combustion after the passage of the pallet;
- la figure 12 est un schéma analogue à celui des figures 9 à 11, illustrant le passage d'une palette du rotor du compresseur à travers une encoche du disque de réaction du compresseur ;- Figure 12 is a diagram similar to that of Figures 9 to 11, illustrating the passage of a pallet of the compressor rotor through a notch in the reaction disk of the compressor;
- la figure 13 est en schéma illustrant l'admission d'un fluide gazeux, (air ou mélange combustible) dans le compresseur.- Figure 13 is a diagram illustrating the admission of a gaseous fluid (air or combustible mixture) into the compressor.
- la figure 14 est un schéma semblable à celui de la figure 13, illustrant le transfert du fluide admis, mais non encore compressé, vers la chambre de compression ; la figure 15 est un schéma analogue au précédent, illustrant la phase de compression du fluide gazeux ;- Figure 14 is a diagram similar to that of Figure 13, illustrating the transfer of the admitted fluid, but not yet compressed, to the compression chamber; FIG. 15 is a diagram similar to the previous one, illustrating the phase of compression of the gaseous fluid;
- la figure 16 est un schéma illustrant 1'admission du fluide gazeux comprimé dans la chambre de combustion du moteur la figure 17 est un schéma illustrant le temps de combustion du moteur ;- Figure 16 is a diagram illustrating the admission of the compressed gaseous fluid into the combustion chamber of the engine; Figure 17 is a diagram illustrating the combustion time of the engine;
- la figure 18 est un schéma illustrant la phase de propulsion du rotor du moteur par la pression des gaz de combustion ; la figure 19 est un schéma illustrant le premier échappement des gaz usés ; - la figure 20 est un schéma illustrant 1'expulsion des gaz usés restants , par le mouvement de la palette correspondante vers le disque de réaction ; la figure 21 est un schéma vectoriel relatif au fonctionnement de la machine tournante ; - les figures 22 à 24 illustrent une réalisation concrète de l'ensemble moteur et compresseur de la présente invention, la figure 22 étant une vue de face, avec arrachement de certaines parties, la figure 23 une vue de dessus et la figure- Figure 18 is a diagram illustrating the phase of propulsion of the engine rotor by the pressure of the combustion gases; FIG. 19 is a diagram illustrating the first exhaust of the used gases; - Figure 20 is a diagram illustrating the expulsion of the remaining spent gases, by the movement of the corresponding paddle towards the reaction disc; FIG. 21 is a vector diagram relating to the operation of the rotary machine; - Figures 22 to 24 illustrate a concrete embodiment of the motor and compressor assembly of the present invention, Figure 22 being a front view, with parts broken away, Figure 23 a top view and Figure
24une vue en coupe transversale dudit ensemble ; - la igure 25 est une vue en coupe transversale , à plus grande échelle, montrant un détail ;24a cross-sectional view of said assembly; - Figure 25 is a cross-sectional view, on a larger scale, showing a detail;
- la figure 26 est une vue semblable à la figure 25 montrant un autre détail ;- Figure 26 is a view similar to Figure 25 showing another detail;
- la figure 27 est une vue en coupe montrant, à plus grande échelle, encore un autre détail.- Figure 27 is a sectional view showing, on a larger scale, yet another detail.
La machine tournante représentée sur les dessins comprend un moteur M et un compresseur C pour 1'alimentation du moteur en air comprimé (moteur diesel ou moteur à injection) ou en un mélange combustible gazeux (moteur à allumage commandé). Le moteur M représenté sur le dessin comprend un rotor 1 qui comporte au moins une palette, par exemple six palettes 3, montées sur une couronne 2 (figure 4) qui peut tourner à 1'intérieur d'un stator annulaire creux 4 (figure 3) . Un disque de réaction (figures 1 et 8) pénètre dans le stator 4 à travers des fentes 10 pratiquées transversalement dans le stator 4 dans des positions de celui-ci diamétralement opposées. Le disque 7 forme ainsi un fond de réaction pour deux chambres de combustion 11 situées en positions diamétralement opposées à 1'intérieur du stator annulaire creux 4 . Chaque chambre 11 s'étends dans le sens circonferentiel à 1'intérieur du stator annulaire creux sur un arc d'environ 2*Np, à partir du fond de réaction formé par le disque 7, c'est-à-dire environ 2τι/6 ou 60° dans le cas où le rotor 1 comporte six palettes 3.The rotary machine shown in the drawings comprises an engine M and a compressor C for supplying the engine with compressed air (diesel engine or injection engine) or with a gaseous combustible mixture (spark ignition engine). The motor M represented in the drawing comprises a rotor 1 which comprises at least one pallet, for example six pallets 3, mounted on a crown 2 (FIG. 4) which can rotate inside a hollow annular stator 4 (FIG. 3 ). A reaction disc (Figures 1 and 8) enters the stator 4 through slots 10 made transversely in the stator 4 in diametrically opposite positions thereof. The disc 7 thus forms a reaction bottom for two combustion chambers 11 situated in diametrically opposite positions inside the hollow annular stator 4. Each chamber 11 extends in the circumferential direction inside the hollow annular stator over an arc of about 2 * Np, from the reaction bottom formed by the disc 7, that is to say about 2τι / 6 or 60 ° in case the rotor 1 has six pallets 3.
Au moins sur toute l'étendue, dans le sens circonférentiel, de chaque chambre de combustion 11, la surface interne 5 du stator annulaire creux 4 est une portion d'une surface de révolution autour de 1'axe de rotation 6 du rotor 1, et elle a une section méridienne qui correspond au contour des palettes 3. Ce contour peut être de forme carrée, ronde, trapézoïdale, etc... Des encoches 12,par exemple deux encoches 12 sont formées dans le disque 7 (figure 8) . Les encoches 12 permettent le passage des palettes 3 lorsqu'elles se présentent transversalement par rapport au disque 7 au cours de la rotation du rotor 1. Des moyens de synchronisation qui seront décrits en détail plus loin, sont prévus pour synchroniser les mouvements de rotation du rotor 1 et du disque 7 pour qu'une encoche 12 se présente à 1'intérieur du stator 4 chaque fois qu'une palette 3 arrive près du disque 7. Pour que cela se produise, il faut que les vitesses de rotation du rotor 1 et du disque 7 satisfassent la relation : Nd NpAt least over the entire extent, in the circumferential direction, of each combustion chamber 11, the internal surface 5 of the hollow annular stator 4 is a portion of a surface of revolution around the axis of rotation 6 of the rotor 1, and it has a meridian section which corresponds to the outline of the pallets 3. This outline can be square, round, trapezoidal, etc. Notches 12, for example two notches 12 are formed in the disc 7 (FIG. 8). The notches 12 allow the passage of the pallets 3 when they are presented transversely with respect to the disk 7 during the rotation of the rotor 1. Synchronization means which will be described in detail below are provided for synchronizing the rotational movements of the rotor 1 and disc 7 so that a notch 12 is present inside the stator 4 each time a vane 3 arrives near the disc 7. For this to happen, the rotational speeds of rotor 1 and disc 7 satisfy the relation: Nd Np
Nr Ne dans laquelle Nr est la vitesse de rotation du rotor 1, Nd est la vitesse de rotation du disque, Ne est le nombre d'encoches 12 et Np est le nombre de palettes 3. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les dessins, le rapport des vitesses de rotation est donc égal à 3.Nr Ne in which Nr is the speed of rotation of the rotor 1, Nd is the speed of rotation of the disc, Ne is the number of notches 12 and Np is the number of pallets 3. In the embodiment shown in the drawings , the rotation speed ratio is therefore equal to 3.
Dans le cas où, comme cela est représenté, les palettes 3 sont solidaires de la périphérie externe de la couronne 2 du rotor 1, le disque 7 a une forme annulaire (figure 8) avec un diamètre intérieur correspondant au diamètre extérieur de la couronne 2 du rotor 1. L'axe de rotation 8 du disque 7 coupe 1'axe de rotation 6 du rotor 1 au centre du stator annulaire 4, et il fait un angle prédéterminé, o-m non nul, avec l'axe 6 l'angle αm est ici de préférence inférieur à 90 ° de telle façon que le plan PI dans lequel se trouve le disque 7 coupe obliquement 'le plan P2 dans lequel se trouvent le rotor 1 et le stator 4 (figures 1 et 21). En choisissant convenablement 1'angle, il est alors possible de faire en sorte que les bords latéraux de chaque encoche 12 du disque 7 accompagnent les faces de n'importe quelle palette 3 du rotor 1 passant à travers 1'encoche 12 au cours des mouvements de rotation du rotor 1 et du disque 7 comme cela est illustré dans les figures 9 et 10. La largeur L des palettes étant faible devant les rayons R du disque 7 et du rotor 1, les rayons de courbure de la trajectoire formée par les points coïncidents du disque et du rotor seront suffisamment grands pour la considérer plane et même rectiligne .In the case where, as shown, the pallets 3 are integral with the outer periphery of the ring 2 of the rotor 1, the disc 7 has an annular shape (FIG. 8) with an inside diameter corresponding to the outside diameter of the ring 2 of the rotor 1. The axis of rotation 8 of the disc 7 intersects the axis of rotation 6 of the rotor 1 at the center of the annular stator 4, and it makes a predetermined angle, om not zero, with the axis 6 the angle αm here is preferably less than 90 ° so that the plane PI in which the disc 7 is located obliquely cuts the plane P2 in which the rotor 1 and the stator 4 are located (FIGS. 1 and 21). By choosing appropriately Angle, it is then possible to ensure that the lateral edges of each notch 12 of the disc 7 accompany the faces of any pallet 3 of the rotor 1 passing through the notch 12 during the rotational movements of the rotor 1 and of the disc 7 as illustrated in FIGS. 9 and 10. The width L of the pallets being small compared to the radii R of the disc 7 and of the rotor 1, the radii of curvature of the path formed by the coincident points of the disc and the rotor will be large enough to consider it flat and even straight.
Par conséquent, la condition d'accompagnement pourra s'exprimer simplement ainsi ; Il faut que deux points se rencontrant lors du passage de la palette à travers 1'encoche parcourent dans le même temps 1'un la distance représentée par le segment AB dans la figure 21 dans le plan PI du rotor 7, 1 'autre la distance représentée par le segment DB dans la figure 21 dans le plan P2 du rotor 1. Cette condition peut s'écrire :Consequently, the condition of accompaniment can be expressed simply in this way; Two points meeting when the pallet passes through the notch must travel at the same time, one the distance represented by the segment AB in FIG. 21 in the plane PI of the rotor 7, the other the distance represented by the segment DB in FIG. 21 in the plane P2 of the rotor 1. This condition can be written:
AB DB = (2)AB DB = (2)
Vd Vr dans laquelle AB et DB représentent respectivement la distance entre les points A et B et la distance entre les points D et B, et Vd et Vr ont les significations déjà indiquées. Le triangle formé par les trois points A, B et D est un triangle rectangle et 1'angle entre les côtés AB et DB est égal à 1'angle entre les axes 6 et 8. On peut écrire :Vd Vr in which AB and DB respectively represent the distance between points A and B and the distance between points D and B, and Vd and Vr have the meanings already indicated. The triangle formed by the three points A, B and D is a right triangle and the angle between the sides AB and DB is equal to the angle between the axes 6 and 8. We can write:
DB Cos «- m =— (3) ABDB Cos "- m = - (3) AB
En tenant compte de la formule ( 2), la formule (3) peut encore s'écrireTaking into account formula (2), formula (3) can still be written
VrVr
«• m = Arc Cos (4)"• m = Arc Cos (4)
VdVd
Dans le présent exemple de réalisation, dans lequel le rapport Vr/Vd est égale à 1/3, l'angle αm est donc égale a 1/3, l'angle «-m est donc égal à environ 70°30'. Comme cela est visible dans la figure 3, une ouverture 13 est prévue dans la paroi du stator 4 à proximité de la fenteIn the present exemplary embodiment, in which the ratio Vr / Vd is equal to 1/3, the angle αm is therefore equal to 1/3, the angle "-m is therefore equal to approximately 70 ° 30 '. As can be seen in Figure 3, an opening 13 is provided in the wall of the stator 4 near the slot
10 et, par conséquent, à proximité aussi du disque 7 qui glisse dans la fente 10. Une seconde ouverture, semblable à l'ouverture 13, est prévue en position diamétralement opposée dans la paroi du stator 4. les deux ouvertures 13 sont destinées à admettre respectivement dans les deux chambres de combustion 11 soit de 1'air comprimé si le moteur M est conçu pour fonctionner comme un moteur diesel ou à injection ( dans ce cas, à chacune des deux chambres d'explosion 11 est également associé un injecteur non montré pour y injecter du carburant), soit un mélange combustible gazeux. comprimé (mélange air plus carburant) sile moteur est conçu pour fonctionner comme un moteur à allumage commandé. Comme cela est visible dans la figure 4, la couronne 2 du rotor 1 comporte deux orifices 38 en arrière de chaque palette 3. Les orifices 38 permettent 1'admission de 1'air comprimé ou du mélange combustible gazeux comprimé dans les chambres de combustion 11 lorsqu'ils viennent en correspondance avec les orifices 13 comme on le verra plus loin .10 and, therefore, also close to the disc 7 which slides in the slot 10. A second opening, similar to the opening 13, is provided in a diametrically opposite position in the wall of the stator 4. the two openings 13 are intended to admit respectively into the two combustion chambers 11 either compressed air if the engine M is designed to operate as a diesel or injection engine (in this case, each of the two explosion chambers 11 is also associated with a non-injector shown for injecting fuel), a gaseous fuel mixture. compressed (air plus fuel mixture) if the engine is designed to operate as a spark ignition engine. As can be seen in FIG. 4, the crown 2 of the rotor 1 has two orifices 38 behind each pallet 3. The orifices 38 allow the admission of compressed air or the compressed gaseous fuel mixture into the combustion chambers 11 when they come in correspondence with the orifices 13 as will be seen later.
Etant donné que 1'air ou le mélange combustible gazeux doit être comprimé avant son admission dans les chambres de combustion 11 entre le disque 7 et les palettes 3 les plus proches du disque 7, le moteur nécessite donc un compresseur extérieur pour son fonctionnement. Bien que le compresseur pourrait être un compresseur d'un modèle classique, il peut être avantagesment réaliséavec une structure très semblable à celle du moteur M décrit ci-dessus. Ainsi, le compresseur C comprend un stator annulaire creux 17 (figure 5), dans lequel peut tourner un rotor 18 (figure 6) comportant une couronne 19 munie d'au moins une palette 20, par exemple quatre palettes 20 comme montré dans la figure 1. Le compresseur comprend en outre un disque de réaction 21 (figures 1 et 8) qui pénétré transversalement dans le stator 17 en glissant dans deux fentes 22 (une des deux fentes 22 est visible dans la figure 5) qui sont formées dans des positions diamétralement opposées dans le stator 17. Pour permettre le passage des palettes 20 du rotor 18 à travers le disque 21 lorsque le rotor 18 tourne, le disque 21 comprend au moins une encoche, par exemple deux encoches 23 (figures 1 et 8) qui sont situées en positions diamétralement opposées dans le disque 21. Bien entendu, comme dans le cas du moteur M, des moyens de synchronisation, qui seront décrits plus loin, sont prévus pour synchroniser les mouvements de rotation du rotor 18 et du disque 21 de telle façon que chaque fois qu'une palette 20 s'approche du disque 21, une encoche 23 se présente pour laisser passer la palette. L'a formule (1) déjà indiquée plus haut à propos du moteur M est encore valable dans le cas du compresseur C. dans ce cas Nr et Nd représentent respectivement la vitesse de rotation du rotor 18 et la vitesse de rotation du disque 21, tandis que Ne et Np représentent respectivement le nombre d'encoches 23 du disque 21 et le nombre de palettes 20 du rotor 18. Dans 1'exemple de réalisation représenté ici, où il est prévu quatre palettes 20 et deux encoches 23, les moyens de synchronisation susmentionnés doivent avoir un rapport de transmission tel que le rapport Nd/Nr est égal à 2. Comme dans le cas du moteur M, le disque 21 du compresseur C traverse le stator 17, dans les fentes 22, de manière oblique comme cela est en particulier visible dans la figure 12, de telle façon que les bords latéraux de 1'encoche 23 accompagnent les faces opposées de la palette 20 au cours de son passage à travers l'encoche 23 pendant les mouvements synchronisés de rotation du rotor 18 et du disque 21. Plus précisément, l'axe de rotation 9 du disque 21 (figure 24) fait un angle prédéterminé αc avec l'axe de rotation 6 du rotor 18 (dans l'exemple de réalisation représenté, le rotor 18 du compresseur C et le rotor 1 du moteur M tournent autour du même axe 6). La formule (4) indiquée plus haut à propos du moteur M est encore valable pour l'angle αc, c'est à dire que:Since the air or the gaseous combustible mixture must be compressed before being admitted into the combustion chambers 11 between the disc 7 and the vanes 3 closest to the disc 7, the engine therefore requires an external compressor for its operation. Although the compressor could be a compressor of a conventional model, it can be advantageously produced with a structure very similar to that of the motor M described above. Thus, the compressor C comprises a hollow annular stator 17 (FIG. 5), in which a rotor 18 (FIG. 6) can rotate comprising a ring 19 provided with at least one pallet 20, for example four pallets 20 as shown in the figure 1. The compressor further comprises a reaction disc 21 (FIGS. 1 and 8) which penetrates transversely into the stator 17 by sliding in two slots 22 (one of the two slots 22 is visible in FIG. 5) which are formed in positions diametrically opposite in the stator 17. To allow the passage of the vanes 20 of the rotor 18 through the disc 21 when the rotor 18 rotates, the disc 21 comprises at least one notch, for example two notches 23 (Figures 1 and 8) which are situated in diametrically opposite positions in the disc 21. Of course, as in the case of the motor M, synchronization means, which will be described below, are provided to synchronize the rotational movements of the rotor 18 and the disc 21 so that each time a pallet 20 approaches the disc 21, a notch 23 is present to let the pallet pass. L has formula (1) already stated above about the M motor is still valid in the case of the compressor C. In this case Nr and Nd represent the rotational speed of the rotor 18 and the rotational speed of the disk 21, while Ne and Np respectively represent the number of notches 23 of the disc 21 and the number of vanes 20 of the rotor 18. In the example embodiment shown here, where four pallets 20 and two notches 23 are provided, the means of above mentioned synchronization must have a transmission ratio such that the Nd / Nr ratio is equal to 2. As in the case of the motor M, the disc 21 of the compressor C passes through the stator 17, in the slots 22, obliquely as is in particular visible in FIG. 12, in such a way that the lateral edges of the notch 23 accompany the opposite faces of the pallet 20 during its passage through the notch 23 during the synchronized rotational movements of the rotor 18 and of the disc 21. More precisely, the axis of rotation 9 of the disc 21 (FIG. 24) makes a predetermined angle αc with the axis of rotation 6 of the rotor 18 (in the embodiment shown, the rotor 18 of the compressor C and the rotor 1 of the motor M rotate around the same axis 6). The formula (4) indicated above with respect to the motor M is still valid for the angle αc, that is to say that:
Vr αc = arc cos Vd dans laquelle Vr et Vd sont ici respectivement la vitesse du point de la palette du rotor 18 et la vitesse du point de 1'encoche 23 du disque 21 rencontrant le point de la palette lors du passage de la palette à travers 1'encoche . Dans 1'exemple donné ici dans lequel le rapport Vr et Vd est égal à 1/2 comme on l'a vu plus haut, l'angle αc est égal à environ 60e. Le stator 17 du compresseur C comporte deux ouvertures d'entrée 24 (une seule ouverture 24 est visible dans la figure 5) qui sont situées dans des positions diamétralement opposés prés des fentes 22 pour l'admission d'air ou d'un mélange combustible gazeux dans le compresseur. Le stator 17 comporte en outre deux ouvertures de sorties 25 (une seule ouverture 25 est visible dans les figures 5 et 12) qui sont situées dans des positions diamétralement opposées, également prés des fentes 22, mais du coté opposé du plan de celles-ci par rapport aux ouvertures 24. L'air comprimé ou le mélange combustible gazeux comprimé est refoulé hors du stator 17 à travers les ouvertures 25 (figure 12) par les palettes 20 du rotor 18, qui sont de préférence inclinées comme montré dans les figures 13 à 20, auquel cas les côtés des encoches 23 du disque 21 doivent être découpés en biais comme montré dans la figure 8.Vr αc = arc cos Vd in which Vr and Vd are here respectively the speed of the point of the pallet of the rotor 18 and the speed of the point of the notch 23 of the disc 21 meeting the point of the pallet when the pallet passes through the notch. In the example given here in which the ratio Vr and Vd is equal to 1/2 as seen above, the angle αc is equal to approximately 60 e . The stator 17 of the compressor C has two inlet openings 24 (a single opening 24 is visible in FIG. 5) which are located in diametrically opposite positions near the slots 22 for the admission of air or of a combustible mixture gas in the compressor. The stator 17 further comprises two outlet openings 25 (a single opening 25 is visible in FIGS. 5 and 12) which are located in diametrically opposite positions, also near the slots 22, but on the opposite side of the plane of these. relative to the openings 24. The compressed air or the compressed gaseous fuel mixture is forced out of the stator 17 through the openings 25 (FIG. 12) by the vanes 20 of the rotor 18, which are preferably inclined as shown in FIGS. 13 to 20, in which case the sides of the notches 23 of the disc 21 must be cut at an angle as shown in FIG. 8.
Dans le mode de réalisation représenté dans les dessins, dans lequel le stator 17 du compresseur C est disposé coaxialement dans 1'espace intérieur central du stator annulaire 4 du moteur M, les stators 4 et 17 sont disposés l'un par rapport à l'autre de telle manière que chaque orifice de refoulement 25 du stator 17 est disposé en correspondance avec 1'un des deux orifices d'admission 13 du stator 4 du moteur M.In the embodiment shown in the drawings, in which the stator 17 of the compressor C is arranged coaxially in the central interior space of the annular stator 4 of the motor M, the stators 4 and 17 are arranged one relative to the other such that each discharge port 25 of the stator 17 is arranged in correspondence with one of the two intake ports 13 of the stator 4 of the motor M.
Si le nombre de palette 3 du moteur 1 est impair et qu'un compresseur 18 est prévu en collaboration avec le moteur M alors le nombre des éléments mobile du compresseur sera aussi impair.If the number of pallets 3 of motor 1 is odd and a compressor 18 is provided in collaboration with motor M, then the number of mobile elements of the compressor will also be odd.
En service, la couronne 2 du rotor 1 recouvre les orifices d'admission 13 et 25 qui se trouvent en correspondance, et les douze lumières 38 de la couronne 2 (dans le cas où cette dernière comporte six palettes 3) viennent successivement, six fois par tour du rotor 1, en correspondance avec les deux paires d'orifices alignés 13 et 25. Pour que chaque palette 20 du compresseur C refoule le fluide comprimé à travers les orifices alignés 13 et 25, au moment où une lumière 38 de la couronne 2 arrive en regard desdits orifices alignés, les mouvements de rotation des rotors 1 et 18 doivent être synchronisés. A cet effet, au moins un arbre 26, de préférence quatres arbres 26 (voir les figures 13 à 20) sont montés à rotation dans les paliers appropriés 4a (figure 3) et 17a (figure 5) situés entre le stator 4 et le stator 17. Les axes des paliers, donc les axes des arbres 26, sont parallèles à l'axe de rotation 6 des rotors 1 et 18. Chaque arbre 26 porte au moins un pignon par exemple trois pignons, à savoir deux pignons 29 ayant le même diamètre et le même nombre de dents, et entre ceux-ci un pignon 30 de plus petit diamètre que les pignons 29 (figure 7). Les pignons 29 sont entraînés par le pignon 30.In service, the crown 2 of the rotor 1 covers the intake orifices 13 and 25 which are in correspondence, and the twelve slots 38 of the crown 2 (in the case where the latter comprises six pallets 3) come successively, six times per revolution of the rotor 1, in correspondence with the two pairs of aligned orifices 13 and 25. So that each pallet 20 of the compressor C discharges the compressed fluid through the aligned orifices 13 and 25, at the moment when a lumen 38 of the crown 2 arrives opposite said aligned orifices, the rotational movements of the rotors 1 and 18 must be synchronized. To this end, at least one shaft 26, preferably four shafts 26 (see FIGS. 13 to 20) are rotatably mounted in the appropriate bearings 4a (FIG. 3) and 17a (FIG. 5) located between the stator 4 and the stator. 17. The axes of the bearings, therefore the axes of the shafts 26, are parallel to the axis of rotation 6 of the rotors 1 and 18. Each shaft 26 carries at least one pinion, for example three pinions, namely two pinions 29 having the same diameter and the same number of teeth, and between them a pinion 30 of smaller diameter than the pinions 29 (Figure 7). The pinions 29 are driven by the pinion 30.
La couronne 2 du rotor 1 est pourvue d'une denture intérieure 28 (figure 4) qui est en prise avec le pignon 30 des quatre arbres 26 à travers des ouvertures prévues dans la paroi périphérique intérieure du stator 4, comme par exemple l'ouverture 4b de la figure 3.The crown 2 of the rotor 1 is provided with an internal toothing 28 (FIG. 4) which engages the pinion 30 of the four shafts 26 through openings provided in the inner peripheral wall of the stator 4, such as for example the opening 4b of figure 3.
La couronne 19 du rotor 18 comporte deux dentures extérieures 27 qui sont respectivement en prise avec les deux pignons 29 de chacun des quatres arbres 26 à travers des ouvertures prévues dans la paroi périphérique extérieure du stator 17, comme par exemple les ouvertures 17b montrées dans la figure 5. Pour que le temps de refoulement du compresseur C corresponde au temps d'admission du moteur M comme cela a été indiqué plus haut, il faut que le produit de la vitesse de rotation Nrc du rotor 18 du compresseur par le nombre Npc des palettes 20 du compresseur soit égal au produit de la vitesse de rotation Nrm du rotor 1 du moteur par le nombre Npm des palettes 3 du rotor 1 du moteur. Autrement dit, le rapport de transmission Nrc/Nrm de l'engrenage formé par les deux dentures 27 de la couronne 19, par la denture 28 de la couronne 2 et par les pignons 29, 30, doit être égal à Npm/Npc. Dans le mode de réalisation décrit ici, dans lequel Npm est égal à 6 et Npc est égal à 4, ce rapport doit donc être égal à 1,5. Les nombres des dents des dentures 27 et 28 et des pignons 29 et 30 devront donc être choisis pour que le rotor 18 tourne une fois et demie plus vite que le rotor 1.The ring 19 of the rotor 18 has two external teeth 27 which are respectively engaged with the two pinions 29 of each of the four shafts 26 through openings provided in the external peripheral wall of the stator 17, such as for example the openings 17b shown in the FIG. 5. In order for the discharge time of the compressor C to correspond to the intake time of the engine M as indicated above, the product of the speed of rotation Nrc of the rotor 18 of the compressor must be the product of the number Npc of the paddles 20 of the compressor is equal to the product of the speed of rotation Nrm of rotor 1 of the engine by the number Npm of paddles 3 of rotor 1 of the engine. In other words, the transmission ratio Nrc / Nrm of the gear formed by the two teeth 27 of the ring 19, by the teeth 28 of the ring 2 and by the pinions 29, 30, must be equal to Npm / Npc. In the embodiment described here, in which Npm is equal to 6 and Npc is equal to 4, this ratio must therefore be equal to 1.5. The numbers of the teeth of teeth 27 and 28 and gears 29 and 30 must therefore be chosen so that the rotor 18 rotates one and a half times faster than the rotor 1.
On notera qu'avec l'arrangement décrit ci-dessus, les rotors 1 et 18 tournent dans des sens opposés, qui sont respectivement indiqués par la flèche 31 pour le rotor 18 du compresseur C et par les flèches 32 pour le rotor 1 du moteur M (figure 13).It will be noted that with the arrangement described above, the rotors 1 and 18 rotate in opposite directions, which are respectively indicated by the arrow 31 for the rotor 18 of the compressor C and by the arrows 32 for the rotor 1 of the motor M (Figure 13).
On décrira maintenant le fonctionnement du moteur M et du compresseur C en se référant aux figures 13 à 20.The operation of the motor M and of the compressor C will now be described with reference to FIGS. 13 to 20.
10 En se référant tout d'abord à la figure 13, on voit que les palettes 20a et 20b du rotor du compresseur, en s'écartant du disque 21 par suite du mouvement de rotation du rotor du compresseur dans le sens de la flèche 31 aspirent de l'air ou un mélange combustible gazeux à travers les deux orifices 24,10 Referring first to FIG. 13, it can be seen that the vanes 20a and 20b of the compressor rotor, moving away from the disc 21 as a result of the rotational movement of the compressor rotor in the direction of arrow 31 draw air or a combustible gas mixture through the two orifices 24,
15 qui sont raccordés soit à un filtre à air (non montré) dans le cas d'un moteur diesel ou à injection soit à une conduite d'admission (non montrée) pour l'admission d'un mélange combustible gazeux dans le cas d'un moteur à allumage commandé. Ensuite, après que les deux palettes suivantes 20c 0 et 20d ont passé chacune de l'autre coté du disque 21 à travers une encoche 23 de celui-ci, le fluide gazeux aspiré et confiné d'une part entre les palettes 20a et 20c et d'autrepart entre les palettes 20b et 20d est transféré vers la chambre de compression sans être comprimé (figure 14).15 which are connected either to an air filter (not shown) in the case of a diesel or injection engine or to an intake pipe (not shown) for the admission of a gaseous fuel mixture in the case of '' a positive-ignition engine. Then, after the two following pallets 20c 0 and 20d have each passed on the other side of the disc 21 through a notch 23 thereof, the gaseous fluid sucked and confined on the one hand between the pallets 20a and 20c and on the other hand between the pallets 20b and 20d is transferred to the compression chamber without being compressed (Figure 14).
25 Pendant ce temps, les palettes 20c et 20d, en s'écartant du disque 21, aspirent du fluide gazeux à travers les orifices 24.25 During this time, the vanes 20c and 20d, moving away from the disc 21, suck gaseous fluid through the orifices 24.
Ensuite, après que les palettes 20a et 20b sont passées chacune de 1'autre côté du disque 21, les deux palettes 20c etThen, after the pallets 20a and 20b have each passed over to the other side of the disc 21, the two pallets 20c and
3020d commencent à comprimer le fluide gazeux contre le disque 21, pendant que les deux palettes 20a et 20b commencent à nouveau à aspirer du fluide gazeux à travers les orifices 24, et pendant que le fluide gazeux précédemment aspiré par les palettes 20c et 20d et confiné entre ces deux palettes et3020d begin to compress the gaseous fluid against the disc 21, while the two pallets 20a and 20b start again to suck gaseous fluid through the orifices 24, and while the gaseous fluid previously sucked by the pallets 20c and 20d and confined between these two palettes and
35 les palettes 20b et 20a , respectivement , est transféré vers la chambre de compression sans être comprimé (figure 15). La figure 16 montre le transfert du fluide comprimé à travers les orifices alignés 25 et 13 des stators 17 et 4 et à travers les deux lumières 38 de la couronne 2 du rotor du moteur, qui se trouvent à cet instant en correspondance avec les ouvertures alignées 25 et 13 (figure 16). Le fluide gazeux comprimé qui est refoulé à travers les ouvertures alignées 25 et 13 et à travers les lumières 38 pénètre dans les deux chambres de combustion 11 qui sont formées entre le disque 7 et les deux palettes 3a et 3b qui viennent juste de passer de l'autre côté du disque 7. Environ à ce moment, dans le cas d'un moteur à allumage commandé, un dispositif d'allumage approprié (non montré), comme par exemple une bougie d'allumage, provoque la combustion du mélange combustible gazeux comprimé qui est contenu dans les deux chambres de combustion 11 (figure 17) . Dans le cas d'un moteur diesel ou à injection, environ à l'instant susmentionné, un combustible serait injecté par un injecteur approprié dans chacune des deux chambres 11 et s'enflammerait.35 the pallets 20b and 20a, respectively, is transferred to the compression chamber without being compressed (Figure 15). FIG. 16 shows the transfer of the compressed fluid through the aligned orifices 25 and 13 of the stators 17 and 4 and through the two openings 38 of the crown 2 of the motor rotor, which is find at this instant in correspondence with the aligned openings 25 and 13 (FIG. 16). The compressed gaseous fluid which is discharged through the aligned openings 25 and 13 and through the openings 38 enters the two combustion chambers 11 which are formed between the disc 7 and the two pallets 3a and 3b which have just passed from the on the other side of the disc 7. Around this time, in the case of a positive-ignition engine, a suitable ignition device (not shown), such as a spark plug, causes the combustion of the combustible gas mixture compressed which is contained in the two combustion chambers 11 (FIG. 17). In the case of a diesel or injection engine, approximately at the aforementioned time, a fuel would be injected by an appropriate injector into each of the two chambers 11 and would ignite.
Dans les deux cas, la forte pression qui est alors produite dans les deux chambres 11 repousse fortement les deux palettes 3a et 3b à l'écart du disque 7, en faisant ainsi tourner le rotor 1 du moteur dans le sens des flèches 32 (figure 18).In both cases, the high pressure which is then produced in the two chambers 11 strongly pushes the two vanes 3a and 3b away from the disc 7, thereby rotating the rotor 1 of the motor in the direction of the arrows 32 (FIG. 18).
Après que les deux palettes 3a et 3b ont dépassé deux orifices d'échappement 39 prévus dans la paroi du stator 4 dans des positions angulaires espacées d'environ 60° (dans le cas d'un rotor 1 à six palettes 3) dans le sens de rotation 32 par rapport au disque 7, les gaz brûlés 40 confinés entre les palettes 3a et 3c et entre les palettes 3b et 3d, commencent à se détendre sous 1'effet de leur propre pression interne en s'échappant à travers les deux orifices 39 (figure 19) qui sont raccordés à un tuyau d'échappement non montré. Pendant ce temps, le fluide gazeux comprimé par les palettes 20b et 20a contre le disque 21 du compresseur est refoulé par ces palettes dans les deux chambres de combustion qui sont maintenant formées entre le disque 7 et les deux palettes 3c et 3d respectivement, comme cela est également visible dans la figure 19. Immédiatement après, une nouvelle combustion se produit dans les deux chambres 11, ce qui contribue à entretenir le mouvement de rotation du rotor 1 du moteur.After the two paddles 3a and 3b have passed two exhaust orifices 39 provided in the wall of the stator 4 in angular positions spaced about 60 ° apart (in the case of a rotor 1 with six paddles 3) in the direction of rotation 32 relative to the disc 7, the burnt gases 40 confined between the pallets 3a and 3c and between the pallets 3b and 3d, begin to relax under the effect of their own internal pressure by escaping through the two orifices 39 (Figure 19) which are connected to an exhaust pipe not shown. During this time, the gaseous fluid compressed by the paddles 20b and 20a against the disc 21 of the compressor is discharged by these paddles into the two combustion chambers which are now formed between the disc 7 and the two paddles 3c and 3d respectively, like this is also visible in Figure 19. Immediately after, new combustion occurs in the two chambers 11, which helps to maintain the rotational movement of the rotor 1 of the engine.
Après que le rotor 1 du moteur a encore tourné d'environ 120" par rapport à la position montrée dans la figure 19, c'est à dire immédiatement après que les deux palettes 3a et 3b sont chacune passées de 1 'autre côté du disque 7, les palettes suivantes 3c et 3d refoulent les gaz brûlés restant 40 à travers les deux orifices d'échappement 14 prévus dans la paroi du stator 4 prés du disque 7 comme montré dans la figure 20. Comme les orifices 39, les orifices 14 sont aussi raccordés à un tuyau d'échappement non montré. On notera que le refoulement des gaz brûlés à travers les deux orifices 14 n'absorbe pratiquement pas de puissance étant donné que, à ce moment, la pression des gaz s'est déjà détendus à travers les orifices 39. Dans le même temps, le fluide gazeux est comprimé par les palettes 20a et 20b du compresseur et est transféré dans les deux chambres de combustion 11 qui sont maintenant formées entre le disque 7 et les palettes 3b et 3a respectivement (figure 20) . Immédiatement après une combustion se produit dans les deux chambres 11, ce qui contribue à entretenir le mouvement de rotation du rotor du moteur. On notera que dans l'intervalle de temps, c'est à dire entre les deux états représentés respectivement par les figures 19 et 20, une combustion avait également eu lieu lorsque les deux palettes 3e et 3f du rotor du moteur avaient atteint respectivement les positions des palettes 3c et 3d montrées dans la figure 19. Comme on peut le voir notamment dans les figures 19 et 20, le stator 4 du moteur comporte dans sa paroi deux orifices 41, chaque orifice 41 étant situé entre le premier orifice d'échappement 39 et le second orifice d'échappement 14. Chaque orifice 41 permet l'entrée d'air frais dans le stator 4 pour refroidir celui-ci et les palettes 3 du rotor, l'air frais mélangé aux gaz brûlés résiduels étant ensuite chassé à travers les orifices 14.After the rotor 1 of the engine has rotated about 120 "with respect to the position shown in FIG. 19, that is to say immediately after the two pallets 3a and 3b have each passed from the other side of the disc 7, the following pallets 3c and 3d discharge the remaining burnt gases 40 through the two exhaust ports 14 provided in the wall of the stator 4 near the disc 7 as shown in Figure 20. Like the ports 39, the ports 14 are also connected to an exhaust pipe not shown. that the discharge of the burnt gases through the two orifices 14 absorbs practically no power since, at this time, the pressure of the gases has already relaxed through the orifices 39. At the same time, the gaseous fluid is compressed by the vanes 20a and 20b of the compressor and is transferred to the two combustion chambers 11 which are now formed between the disc 7 and the vanes 3b and 3a respectively (Figure 20). produced in the two chambers 11, which contributes to maintaining the rotational movement of the motor rotor. It will be noted that in the time interval, that is to say between the two states represented respectively by FIGS. 19 and 20, combustion had also taken place when the two paddles 3e and 3f of the rotor of the engine had respectively reached the positions pallets 3c and 3d shown in FIG. 19. As can be seen in particular in FIGS. 19 and 20, the stator 4 of the motor has in its wall two orifices 41, each orifice 41 being located between the first exhaust orifice 39 and the second exhaust orifice 14. Each orifice 41 allows fresh air to enter the stator 4 to cool the stator and the vanes 3 of the rotor, the fresh air mixed with the residual burnt gases then being expelled through the holes 14.
On notera que, pour améliorer encore le refroidissement du moteur, le stator 4 peut être pourvu, si cela est nécessaire, d'ailettes de refroidissement, qui sont formées d'une seule pièce avec le stator et qui projettent radicalement et latéralement à partir de celui-ci. Suivant une autre forme d'exécution, le stator 4 peut être formé avec une double paroi, entre lesquelles on fait circuler de 1'eau de refroidissement.It will be noted that, to further improve the cooling of the motor, the stator 4 can be provided, if necessary, with cooling fins, which are formed in one piece with the stator and which project radially and laterally from this one. According to another embodiment, the stator 4 can be formed with a double wall, between which cooling water is circulated.
On décrira maintenant une forme plus concrète de réalisation du moteur M et du compresseur C qui ont été décrits ci- dessus, en faisant référence aux figures 22 à 27. Dans ces figures, les éléments qui sont identiques ou qui jouent le même rôle que ceux du moteur des figures 1 à 20 sont désignés par les mêmes numéros de référence.We will now describe a more concrete embodiment of the motor M and of the compressor C which have been described above, with reference to FIGS. 22 to 27. In these figures, the elements which are identical or which play the same role as those of the engine of FIGS. 1 to 20 are designated by the same reference numbers.
Comme on peut le voir notamment dans les figures 22 à 24, le stator 4 du moteur M et le stator 17 du compresseur C peuvent être formés dans des pièces communes, venues de fonderie et assemblées les unes aux autres par des vis 42. Le disque de réaction 7 du moteur M et le disque de réaction 21 du compresseur C sont montés rotatifs dans un carter 43, qui peut être lui aussi composé de plusieurs pièces venues de fonderie et assemblées les unes aux autres par des vis 44. Les pièces de fonderie formant le carter 43 peuvent être réalisées d'un seul tenant avec des pièces respectifs de fonderie formant les stators 4 et 17 du moteur M et du compresseur C. Comme cela est plus particulièrement visible dans la figure 24, deux gorges circulaires 45 et 46 sont formées respectivement dans les faces supérieures et inférieures du disque de réaction 7. De même, des gorges circulaires 47 et 48 sont formées dans les parois supérieures et inférieur du carter 43, à l'intérieur de celui-ci, respectivement en correspondance avec les gorges 45 et 46. Les gorges 45 à 48 sont disposées coaxialement à l'axe 8. Les gorges 45 et 47 forment ensemble un chemin de roulement pour un jeu de billes 49 tandis que les gorges 46 et 48 forment un autre chemin de roulement pour des billes 50. Les gorges circulaires 45 à 48 et les jeux de billes 49 et 50 servent à la fois à centrer le disque de réaction 7 par rapport à 1'axe de rotation 8 et à former des butées axiales à billes qui permettent au disque 7 de résister aux poussées qui sont dues, en service, à la pression des gaz de combustion dans les deux chambres de combustion 11. Le disque de réaction 21 du compresseur est monté sur un axe 51 dont les extrémités sont suportées par le carter 43. Deux butées axiales à billes 52 et 53 peuvent être également prévues, si on le désire, pour s'opposer aux poussées qui, en service, sont appliquées aux faces opposées du disque de réaction 21.As can be seen in particular in FIGS. 22 to 24, the stator 4 of the motor M and the stator 17 of the compressor C can be formed in common parts, coming from the foundry and assembled to each other by screws 42. The disc 7 of the motor M and the reaction disc 21 of the compressor C are rotatably mounted in a casing 43, which can also be made up of several pieces from the foundry and assembled to each other by screws 44. The foundry pieces forming the casing 43 can be made in one piece with respective foundry pieces forming the stators 4 and 17 of the motor M and of the compressor C. As is more particularly visible in FIG. 24, two circular grooves 45 and 46 are formed respectively in the upper and lower faces of the reaction disc 7. Likewise, circular grooves 47 and 48 are formed in the upper and lower walls of the casing 43, inside d e this, respectively in correspondence with the grooves 45 and 46. The grooves 45 to 48 are arranged coaxially with the axis 8. The grooves 45 and 47 together form a raceway for a set of balls 49 while the grooves 46 and 48 form another raceway for balls 50. The circular grooves 45 to 48 and the sets of balls 49 and 50 serve both to center the reaction disc 7 relative to the axis of rotation 8 and to forming axial thrust ball bearings which allow the disc 7 to resist the thrusts which are due, in service, to the pressure of the combustion gases in the two combustion chambers 11. The reaction disc 21 of the compressor is mounted on an axis 51, the ends of which are supported by the casing 43. Two axial thrust bearings 52 and 53 can also be provided, if desired, to oppose the thrusts which, in service, are applied to the opposite faces of the reaction disc 21.
Le disque de réaction 7 comporte une couronne dentée 54 qui s'étend circonférentiellement sur tout son périmètre extérieur. Une roue dentée conique 55 pénétre à l'intérieur du carter 43 à travers une ouverture 56 de celui-ci (figure 24) et engrène la couronne dentée 54 du disque de réaction 7. La roue dentée 55 est calée sur un arbre 57, qui est monté à rotation dans deux paliers 58 et 59 prévus sur un carter 43. Sur 1'arbre 57 est aussi calée une roue dentée 60 qui engrène une roue dentée 61. Comme montrée dans les figures 23 et 24, l'un des quatres arbres 26, qui portent les pignons 29 et 30 servant à synchroniser le mouvement de rotation du rotor 1 du moteur M et le mouvement de rotation du rotor 18 du compresseur C, est prolongé à chacune de ses extrémités pour faire saillie à l'extérieur du stator 4, La roue dentée 61 est calée sur l'une des extrémités saillante dudit arbre 26, tandis que l'autre extrémité saillante de l'arbre 26 porte une autre roue dentée 62, qui est calée sur lui. La roue dentée 62 engrène à son tour une roue dentée 63 calée sur un arbre 64. A 1'une de ses extrémités, 1 'arbre 64 est supporté dans le palier 65 fixé au carter 43, tandis que son autre extrémité est supportée dans un autre palier 66 formé dans le stator du compresseur C.The reaction disc 7 has a ring gear 54 which extends circumferentially over its entire outer perimeter. A conical toothed wheel 55 penetrates inside the casing 43 through an opening 56 thereof (FIG. 24) and meshes with the toothed crown 54 of the reaction disc 7. The toothed wheel 55 is fixed on a shaft 57, which is rotatably mounted in two bearings 58 and 59 provided on a casing 43. On the shaft 57 is also wedged a toothed wheel 60 which meshes with a toothed wheel 61. As shown in Figures 23 and 24, one of the four shafts 26, which carry the pinions 29 and 30 serving to synchronize the rotational movement of the rotor 1 of the motor M and the rotational movement of the rotor 18 of the compressor C, is extended at each of its ends to project outside the stator 4, the toothed wheel 61 is wedged on one of the projecting ends of said shaft 26, while the other projecting end of the shaft 26 carries another toothed wheel 62, which is wedged on it. The toothed wheel 62 in turn engages a toothed wheel 63 wedged on a shaft 64. At one of its ends, the shaft 64 is supported in the bearing 65 fixed to the casing 43, while its other end is supported in a another bearing 66 formed in the stator of compressor C.
Sur l'arbre 64, est également calée une roue dentée conique 67 qui pénètre à l'intérieur du carter 43, à travers une ouverture 68 de celui-ci, et qui engrène une couronne dentée 69 formée sur le disque de réaction 21 coaxialement à l'axe 51 de celui-ci. La denture 28 de la couronne 2 du rotor du moteur M, le pignon 30, l'arbre 26, les roues dentées 61 et 60, l'arbre 57, la roue dentée conique 55 et la couronne dentée 54 du disque de réaction 7 forment des moyens de synchronisation qui synchronisent les mouvements de rotation du rotor 1 et du disque de réaction 7 du moteur M. D'après la for ule (1) donnée plus haut, dans le cas où le rotor 1 comporte six palettes 3 et le disque 7 deux encoches 12, le rapport des vitesses de rotation du disque 7 et du rotor 1 doit être égal à 3. Dans ces conditions, les nombres de dents des couronnes ou roues dentées 28, 30, 54, 55, 60 et 61 doivent être choisis pour que le rapport de transmission de 1'ensemble formé par ces couronnes et roues dentées soit égal à 3.On the shaft 64, is also wedged a conical toothed wheel 67 which penetrates inside the casing 43, through an opening 68 thereof, and which meshes with a toothed crown 69 formed on the reaction disc 21 coaxially with axis 51 thereof. The teeth 28 of the crown 2 of the rotor of the motor M, the pinion 30, the shaft 26, the toothed wheels 61 and 60, the shaft 57, the bevel gear 55 and the toothed crown 54 of the reaction disc 7 form synchronization means which synchronize the rotational movements of the rotor 1 and the reaction disc 7 of the motor M. According to the for ule (1) given above, in the case where the rotor 1 has six vanes 3 and the disc 7 two notches 12, the ratio of the rotational speeds of the disc 7 and of the rotor 1 must be equal to 3. Under these conditions , the numbers of teeth of the crowns or toothed wheels 28, 30, 54, 55, 60 and 61 must be chosen so that the transmission ratio of the assembly formed by these crowns and toothed wheels is equal to 3.
De même, les deux dentures 27 de la couronne 19 du rotor du compresseur C, les deux pignons 29, l'arbre 26, les roues dentées 62 et 63, la roue dentée conique 67 et la couronne dentée 69 du disque de réaction 21 forment des moyens de synchronisation, qui synchronisent les mouvements de rotation du rotor 18 et du disque de réaction 21 du compresseur C. D'après la formule (1) donnée plus haut et dans le cas où le rotor 18 comporte quatre palettes 20 et le disque 21 deux encoches 23, le rapport des vitesses de rotation du disque 21 et du rotor 18 doit être égal à 2. Dans ces conditions, les nombres de dents des couronnes et roues dentées 27, 29, 63, 67, et 69 doivent être choisis pour que le rapport de transmission de 1'ensemble de ces couronnes et roues dentées soit égal à 2.Likewise, the two teeth 27 of the crown 19 of the rotor of the compressor C, the two pinions 29, the shaft 26, the toothed wheels 62 and 63, the bevel gear 67 and the toothed crown 69 of the reaction disc 21 form synchronization means, which synchronize the rotational movements of the rotor 18 and the reaction disc 21 of the compressor C. According to the formula (1) given above and in the case where the rotor 18 has four paddles 20 and the disc 21 two notches 23, the ratio of the rotational speeds of the disc 21 and the rotor 18 must be equal to 2. Under these conditions, the numbers of teeth of the crowns and toothed wheels 27, 29, 63, 67, and 69 must be chosen so that the transmission ratio of all of these crowns and toothed wheels is equal to 2.
La force motrice développée par le moteur peut-être prélevée par exemple sur 1'arbre 26 dont les extrémités font saillie à l'extérieur du stator 4, ou sur l'un des arbres 57 et 64.The driving force developed by the motor can be taken, for example, from the shaft 26, the ends of which project outside the stator 4, or from one of the shafts 57 and 64.
La figure 25 est une vue de détail montrant, à plus grande échelle, 1'engrènement entre la denture 28 de la couronne 2 et le pignon 30 de l'un des arbres 26, d'une part et 1'engrènement entre les deux pignons 29 du même arbre 26 et les deux dentures 27 de la couronne 19 du compresseur C, d'autre part. Sur la figure 25, on a également montré en trait mixte 1'un des deux orifices d'entrée 24 pour 1'admission gazeux dans le compresseur C. La figure 26 est une autre vue de détail montrant, à la même échelle que la figure 25, l'un des orifices de refoulement 25 du compresseur C et 1'orifice d'admission correspondant 13 du moteur M. Comme on peut le voir dans la figure 26, un clapet anti-retour 70 peut être prévu entre les orifices 13 et 25 afin d'empêcher que les gaz ne puissent refluer vers le compresseur C.FIG. 25 is a detail view showing, on a larger scale, the meshing between the teeth 28 of the crown 2 and the pinion 30 of one of the shafts 26, on the one hand and the meshing between the two pinions 29 of the same shaft 26 and the two teeth 27 of the crown 19 of the compressor C, on the other hand. In FIG. 25, one of the two inlet openings 24 for the gas inlet to the compressor C has also been shown in dashed lines. FIG. 26 is another detail view showing, on the same scale as in FIG. 25, one of the discharge ports 25 of the compressor C and the corresponding intake port 13 of the engine M. As can be seen in the FIG. 26, a non-return valve 70 can be provided between the orifices 13 and 25 in order to prevent the gases from being able to flow back to the compressor C.
Comme montré dans la figure 27, au moins un segment d'étanchéité 71 peut être prévu dans une gorge formée dans le stator 4, dans chaque fente 10, pour établir l'étanchéité au gaz par contact avec la face du disque 7 du côté de la chambre de combustion 11.As shown in FIG. 27, at least one sealing segment 71 can be provided in a groove formed in the stator 4, in each slot 10, to establish gas tightness by contact with the face of the disc 7 on the side of the combustion chamber 11.
De même, pour améliorer l'étanchéité entre les palettes 3 et la surface interne 5 du stator 4, chaque palette 3 peut être équipée d'au moins un segment d'étanchéité comme le segment 72 montré dans la figure 27. Enfin, le disque 7 peut être équipée, sur sa périphérie interne, de segments d'étanchéité 73 afin d'établir 1'étanchéité au gaz entre le disque 7 et la couronne 2 du rotor du moteur.Similarly, to improve the seal between the pallets 3 and the internal surface 5 of the stator 4, each pallet 3 can be equipped with at least one sealing segment like the segment 72 shown in FIG. 27. Finally, the disc 7 can be fitted, on its internal periphery, with sealing segments 73 in order to establish gas-tightness between the disc 7 and the ring 2 of the motor rotor.
Il va de soi que la forme d'exécution de la présente invention qui a été décrite ci-dessus a été donnée à titre d'exemple purement indicatif et nullement limitatif, et que de nombreuses modifications peuvent être facilement apportées par l'homme de l'art sans pour autant sortir du cadre de 1 'invention tel qu'il est défini par les revendictions qui suivent. C'est ainsi par exemple que le nombre des palettes 3 du rotor du moteur M et/ou le nombre des palettes 20 du rotor du compresseur C peut être plus petit ou plus grand que ceux de l'exemple de réalisation qui a été décrit plus haut.It goes without saying that the embodiment of the present invention which has been described above has been given by way of purely indicative and in no way limitative example, and that numerous modifications can be easily made by those skilled in the art. art without departing from the scope of the invention as defined by the claims which follow. Thus, for example, the number of vanes 3 of the rotor of the motor M and / or the number of vanes 20 of the rotor of the compressor C can be smaller or larger than those of the embodiment which has been described more high.
En outre, bien que la disposition du compresseur C concentriquement dans 1'espace central du stator annulaire 4 du moteur M conduise à un ensemble particulièrement compact, le compresseur C pourrait avoir le même diamètre extérieur que le stator annulaire 4 du moteur M et être disposé à côté de lui, ou encore le compresseur C pourrait entourer concentriquement le moteur M. D'autre part, bien que l'utilisation d'un disque de réaction dont le centre est confondu avec le centre du stator annulaire et qLii coupe ce dernier en deux endroits diamétralement opposés soit avantageuse car elle permet d'obtenir deux chambres de combustion ( dans • le cas d'un moteur) ou deux chambres de compression (dans le cas d'un compresseur) au moyen d'un seul disque de réaction, une telle disposition n'est cependant pas obligatoire. Le centre du disque de réaction pourrait en effet se trouver à 1'extérieur du stator du moteur ou du compresseur. Dans ce dernier cas, si l'on désire avoir plusieurs chambres de combustion ou plusieurs chambres de compression dans le stator du moteur ou du compresseur, il faudra alors prévoir au moins autant de disques de réaction que de chambres. Par ailleurs, bien que l'invention ait été décrite à propos d'un ensemble composé d'un moteur M et d'un compresseur C, le moteur M pourrait être utilisé seul en combinaison avec un compresseur classique, et le compresseur C pourrait être utilisé sans le moteur M pour d'autres utilisations. Par ailleurs, bien que les moyens de synchronisation décrits plus haut soient essentiellement à base de roues dentées etde pignons, ils peuvent comporter d'autres moyens de transmission positive (chaînes, courroies crantées, par exemple), c'est à dire sans possibilité de glissement entre les éléments de la transmission. Furthermore, although the arrangement of the compressor C concentrically in the central space of the annular stator 4 of the motor M results in a particularly compact assembly, the compressor C could have the same outside diameter as the annular stator 4 of the motor M and be arranged next to it, or else the compressor C could concentrically surround the motor M. On the other hand, although the use of a reaction disc whose center is coincident with the center of the annular stator and qLii cuts the latter in two diametrically opposite points is advantageous because it allows to obtain two combustion chambers (• in the case of a motor) or two compression chambers (in the case of a compressor) by means of a single reaction disc, however, such a provision is not mandatory. The center of the reaction disc could indeed be outside the stator of the motor or the compressor. In the latter case, if it is desired to have several combustion chambers or several compression chambers in the stator of the engine or of the compressor, it will then be necessary to provide at least as many reaction discs as there are chambers. Furthermore, although the invention has been described in connection with an assembly composed of an M motor and a C compressor, the M motor could be used alone in combination with a conventional compressor, and the C compressor could be used without the M motor for other uses. Furthermore, although the synchronization means described above are essentially based on toothed wheels and pinions, they can comprise other positive transmission means (chains, toothed belts, for example), that is to say without the possibility of slip between the elements of the transmission.

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine tournante comprenant un stator (4; 17) un rotor (1; 18) pouvant tourner dans le stator et définissant avec celui-ci au moins une chambre de travail (11) , pour un fluide de travail et des orifices d'entrée (13; 24) et de sortie (14; 25) prévus dans la paroi du stator (4;17) pour l'entrée dans celui-ci et la sortie du fluide de travail, caractérisée en ce que le rotor (1; 18) est constitué par une couronne (2; 19) et par au moins une palette (3; 20) solidaire de la couronne ; en ce que le stator (4; 17) a la forme d'un corps annulaire creux, ayant une surface interne (5) dont au moins une partie est une portion d'une surface de révolution autour de 1'axe de rotation (8) du rotor et à une section méridienne qui correspond au contour de la palette (3; 20) , laquelle peut glisser de façon étanche sur cette surface quand le rotor tourne dans le stator autour dudit axe de rotation; et en ce qu'elle comprend en outre un disque de réaction (7; 21), dont l'axe géométrique (8; 9) forme un angle (ara; αc) avec l'axe de rotation (6 ) du rotor égale environ à Arc Cos Vr/vd . Vr et Vd désignent respectivement la vitesse d'un point de la palette (3 ; 20) du rotor et la vitesse d'un point homologue de l'encoche (12 ; 23) du disque (7 ; 21) rencontront le point de la palette (3 ; 20) lors du passage de la palette à travers l'encoche, au moins une fente (10; 22) formée dans la paroi du corps annulaire du stator dans le plan du disque de réaction, lequel est monté rotatif autour de son axe géométrique et peut glisser de manière étanche dans ladite fente en traversant 1 'espace intérieur du corps annulaire où il définit un fond de réaction pour ladite chambre de travail (11), au moins une encoche (12, 23) découpée dans le disque de réaction (7; 21) et des moyens de synchronisation (28, 30, 26, 60, 61, 57, 55, 54, 27, 29,60, 62, 63, 64, 67, 69) pour synchroniser les mouvements de rotation du rotor (1, 18) et du disque de réaction (7; 21) de telle façon que ladite encoche (12; 23) laisse passer à travers elle la palette (3; 20) du rotor se présentant transversalement par rapport au disque de réaction au cours de la rotation du rotor.1. Rotating machine comprising a stator (4; 17) a rotor (1; 18) which can rotate in the stator and defining therewith at least one working chamber (11), for a working fluid and orifices inlet (13; 24) and outlet (14; 25) provided in the wall of the stator (4; 17) for entry therein and outlet of the working fluid, characterized in that the rotor (1; 18) is constituted by a crown (2; 19) and by at least one pallet (3; 20) integral with the crown; in that the stator (4; 17) has the shape of a hollow annular body, having an internal surface (5) at least part of which is a portion of a surface of revolution around the axis of rotation (8 ) of the rotor and to a meridian section which corresponds to the contour of the pallet (3; 20), which can slide in a sealed manner on this surface when the rotor turns in the stator around said axis of rotation; and in that it further comprises a reaction disc (7; 21), the geometric axis (8; 9) of which forms an angle (ara; αc) with the axis of rotation (6) of the rotor approximately equal at Arc Cos Vr / vd. Vr and Vd respectively denote the speed of a point on the pallet (3; 20) of the rotor and the speed of a point homologous to the notch (12; 23) of the disc (7; 21) meet the point of the pallet (3; 20) when the pallet passes through the notch, at least one slot (10; 22) formed in the wall of the annular body of the stator in the plane of the reaction disc, which is rotatably mounted around its geometric axis and can slide in leaktight manner in said slot by crossing the interior space of the annular body where it defines a reaction bottom for said working chamber (11), at least one notch (12, 23) cut out from the disc reaction (7; 21) and synchronization means (28, 30, 26, 60, 61, 57, 55, 54, 27, 29.60, 62, 63, 64, 67, 69) for synchronizing the movements of rotation of the rotor (1, 18) and of the reaction disc (7; 21) in such a way that said notch (12; 23) allows the pallet (3; 20) of the rotor to pass through it having transversely to the reaction disc during the rotation of the rotor.
2. Machinetournante selon la revendication 1, caractériséeen ce qu'au moins un roulement à bille (49,50,52,53) centre le disque de réaction (7, 21) par rapport à son axe (8, 9) de rotation.2. Turning machine according to claim 1, characterized in that at least one ball bearing (49,50,52,53) centers the reaction disc (7, 21) relative to its axis (8, 9) of rotation.
3 • Machinetournante selon la revendication 1,caractérisée en ce que le nombre de palettes (3, 20) est un nombre impair et que le nombre d'encoches (12; 23) est aussi un nombre impair. . Machine tournante selon 1' ne quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la machine est un moteur thermique ( ) .3 • Turning machine according to claim 1, characterized in that the number of pallets (3, 20) is an odd number and that the number of notches (12; 23) is also an odd number. . Rotating machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the machine is a heat engine ().
5. Machine tournante selon la revendication 4, caractérisée en ce que le rotor (1) comporte plusieurs palettes (3), en ce que chaque chambre de travail (11) sétend dans le sens circonférentiel du stator (4) sur un arc d'environ 2π divisé par le nombre de palettes, à partir du fond de réaction défini par le disque de' réaction (7) , et en ce que chaque chambre de travail ( 11 ) soit suivi par un premier orifice de sortie (39) pour l'échappement libre des gaz usés confinés entre deux palettes se détendant sous 1'effet de leur propre pression résiduel.5. Rotating machine according to claim 4, characterized in that the rotor (1) comprises several pallets (3), in that each working chamber (11) extends in the circumferential direction of the stator (4) on an arc of approximately 2π divided by the number of pallets, from the reaction bottom defined by the disk 'reaction (7), and that each working chamber (11) is followed by a first outlet port (39) for 'free exhaust of waste gases confined between two vanes expanding under the effect of their own residual pressure.
6. Machine tournante selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la machine est un compresseur (C) . 7. Machine tournante comprenant un moteur thermique (M) selon la revendication 4 ou 5 et un compresseur (C) selon la revendication 6, l'orifice de sortie (refoulement) (25) du compresseur étant raccordé à l'orifice d'entrée (admission) (13) du moteur. 8. Machine tournante selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (26, 27, 28, 29, 30) pour synchroniser les mouvements de rotation du rotor (1) du moteur (M) et du rotor (18) du compresseur (C) pour que le temps de refoulement du compresseur corresponde au temps d'admission du moteur, les vitesses de rotation des deux rotors étant telles que Nrc = Nrm . Npm / Npc où Nrc et Npc désignent respectivement la vitesse de rotation et le nombre de palettes (20) du rotor (18) du compresseur (C), et Nrm et Npm désignent respectivement la vitesse de rotation et le nombre de palettes (3 ) du rotor (1 ) du moteur ( ) .6. Rotating machine according to claims 1 to 3, characterized in that the machine is a compressor (C). 7. Rotating machine comprising a heat engine (M) according to claim 4 or 5 and a compressor (C) according to claim 6, the outlet port (discharge) (25) of the compressor being connected to the inlet port (intake) (13) of the engine. 8. Rotating machine according to claim 7, characterized in that it comprises means (26, 27, 28, 29, 30) for synchronizing the rotational movements of the rotor (1) of the motor (M) and of the rotor (18 ) of the compressor (C) so that the discharge time of the compressor corresponds to the intake time of the engine, the rotational speeds of the two rotors being such that Nrc = Nrm. Npm / Npc where Nrc and Npc respectively designate the speed of rotation and the number of vanes (20) of the rotor (18) of the compressor (C), and Nrm and Npm respectively designate the speed of rotation and the number of vanes (3) of the rotor (1) of the motor ().
9. Machine tournante selon les revendications 7 et 8 caractérisée en ce que le stator annulaire ( 17 ) du compresseur (C) est disposé coaxialement dans l'espace intérieur central du stator annulaire (4) du moteur (M).9. Rotating machine according to claims 7 and 8 characterized in that the annular stator (17) of the compressor (C) is arranged coaxially in the central interior space of the annular stator (4) of the motor (M).
10. Moteur rotatif suivant les revendications 7 et 8 caractérisé en ce qu'un compresseur (C) annulaire (4) est prévu autour ou à côté du stator annulaire (4) du moteur (M) 11. Machine selon l'une quelconque des revendications 7 à 10 caractérisée en ce que les moyens de synchronisation des mouvements de rotation des deux rotors comprennent une couronne à denture (28) , liée rigidement au rotor ( 1 ) du moteur (M) , une couronne à denture (27) liée rigidement au rotor (18) du compresseur (C) et disposée coaxialement à la couronne à denture (28) , et au moins un jeu d'engrenages (29, 30) disposés entre les deux couronnes dentées et engrenant celles-ci.10. Rotary motor according to claims 7 and 8 characterized in that an annular compressor (C) (4) is provided around or next to the annular stator (4) of the motor (M) 11. Machine according to any one of Claims 7 to 10 characterized in that the means for synchronizing the rotational movements of the two rotors comprise a gear ring (28), rigidly connected to the rotor (1) of the motor (M), a gear ring (27) rigidly linked to the rotor (18) of the compressor (C) and arranged coaxially to the ring gear (28), and at least one set of gears (29, 30) arranged between the two toothed rings and meshing the latter.
12. Machine tournante selon la revendication 11, caractérisée en ce que lesdites couronnes à denture (27, 28) sont les premières couronnes dentées des moyens de synchronisation, qui synchronisent les mouvements de rotation des rotors (1, 18) et des disques de réaction (7, 21). 12. Rotating machine according to claim 11, characterized in that said toothed rings (27, 28) are the first toothed rings of the synchronization means, which synchronize the rotational movements of the rotors (1, 18) and of the reaction discs (7, 21).
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