MC522A1 - Turbine rapide - Google Patents

Description

PJ&JMIMR: JMljHXCAg d'APDinOîr à la ..

DEMAHDE de BREVET' d« JHVEHIIOIE ;TK°494 . déposée à HQMCO le £ Hat . . 1964

poux : ;'-x

■' " TURBIUS RAPIDE '

Henri, Louis, CTAMBAUTT »

tenant compte de résultats déjà contrôlés,le présent additif a pour objet d'ajouter plusieurs formes de réalisation aux possibilités déjà décrites par

• -isf: -rurbî-iiî? r^r-zà,~.ï •- ■ r.. r. ^

la demande de Brevet d'invention déposée,sous même titre,1e 6 Mai 1964»

Pour ces solutions complémentaires,des dessins auxquels on pourra se .re- , 5" -porter ont été établis et sont joints au présent.31 devra,de même,être tenu compte des généralités Buivant.es .trouvantleur application aux divers types de turbines plus avant détaillés?. :•••• cit --: :.'

Prévues pour fonctionner ..sans graissage,toutes _ les . turbines peuvent être établies avec graissage approprié et tous dispositifs d'étanchéité; 10 La puissance et la vitesse ;.sont fonction,dans chaque ordre de gran deur,du fluide utilisé et de sa pression d'arrivée;_ . 7~-i

Les figures se rapportant, à la:, commande .par engrenages sont valables pour tous les types à simple,double ou triple poussée^ seufesles proportions entre engrenages,et leur position,peuvent varier.suivant sens de rotation . 15* ou vitesse à développer.

Tous les modèles, saaf. celui défini par la figure 5",ne comportent de mouvements alternatifs; , „ . .. ^

Le Hotor (g)normalement prévu dans la description pour travailler en porte-à-faux peut être établi avec palier ou bague de roulement aux deux 2a extrémités de son axe,au lieu d'une seule,ce qui peaifc rendre l'ensemble plus compact et mieux équilibré.

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BREVET Di_I N_V E N_T 105

TURBINE RAPIDE

Henri Louis CHAMBAÏÏT

La présente invention a pour objet une Turbine perfectionnée à vitesse élevée* Elle est à poussée tangentielle autrement dit à poussée péeiphérique circonférentielle. Ella n'a pas de point mort et démarre seule à tous les degrés de la circonférence. Elle fonctionne sans graissage. Son rendement est élevé.

ses applications sont très nombreuses dans tous les domaines, et notemment dans l'Automobile, la Marine, les Chemins de Fer, l'Aviation, l'Electricité, la Radio, 1*Electronique et dans toute 1*Industrie en général.

Cette turbine fonctionne avec tou3 fluides et tout ce qui fourni une pression ou une explosion. Elle est tout particulièrement indiquée pour utiliser l'Energie Atomique. Son utilisation avec compresseur à explosion et accumulateur de pression facultatif donne d*ex-cellents résultats.

Elle est normalement bien équilibré© de par sa conception, ce qui lui permet d'atteindre des vitesses élevées sans crainte d'usure, ni de vibration avec un bon refroidissement.

Son rendement parait très élevé à partir d,une certaine vitesses

Sa vitesse et sa puissance sont variables dans une forte proportion en faisant varier le débit du fluide, la pression ou les deux à la fois.

Cette Turbine fonctionne de la manière suivante :

La poussée moteur se fait par l'arrivée du fuide de poussée en h.,

rentre ensuite dans les passages f pour sortir par 1 dans les chambres de poussées r figures I et 3. Les poussées se font entre les

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oscillateurs tournants v dont toujours deux se trouvent à ras du~ rotor g et les parties b des sommets d du rotor g. Les poussées 3ont parfaitement continues sur les .360 degrés de la circonférence i

À remarquer tout particulièrement, les oscillateurs tournants v 30 qui font la circonférence complète, tournent dans le sens opposé au rotor g. Cette disposition très importante permet d'éviter toute contre pression suceptible de freiner le rotor.

Il est bien entendu que lors du cycle du rotor g, que le fluide prend appui à la fois sur la partie b du rotor et pour un temps sur 35 deux oscillateurs tournants v, mais en tournant, la pression décroît automatiquement sur l'oscillateur v le plus éloigné pour augmenter sur l'autre jusqu'à appuit complet sur un seul oscillateur v et ainsi de suite pour tous les oscillateurs tournants v. L'autre partie du rotor g, décallée de 180 degrés fonctionne de la même manière,

40 Les deux parties du rotor g représentés par les sommets d fonctionnent en môme temps, à la même puissance, c'est à dire deux poussées absolument continués et sans point mort.

Une particularité importante des oscillateurs v tournant dans le sens opposé et à vitesse double de celle du rotor g, est que chaque — 45 oscillateur à chaque tour devient moteur sur environ 20 degrés de parcours du rotor g. Chaque tour de rotor correspond à 12 tours des oscillateurs v. C'est donc sur environ 240 degrés qu'il existe de la poussée suplémentaire interressante.

La continuité de poussée est d'autant plus régulière et continue 50 que la pression du fluide est toujours égale sur les parties b du rotor. Le nombre de 6 oscillateurs tournants convenant parfaitement pour le fonctionnement d'un rotor g à double poussées b. L'on peut admettre que ce nombre d*oscillateurs v peut être augmenté. Diminué s en variante l'on commande alternativement les oscillateurs v.

55 Echappement : L*évacuation du fluide de poussée après son temps d travail se fait par ramassage par e dans les parties r, en rentrant dans i, sort par les lumières j, traverse les lumières prévues à cet effet dans un flasque s, pour se retrouver dans uncollecteur z qui dirige cet échappement dans un silencieux s'il y a lieu, fig. I. Cet 60 évacuation peut se faire en variante à l'opposé de l'admission h,fi I

L'arrivée du fluide de poussée 1 peut Ôtre plus éloignée ou plus rapprochée de b. Il en est de môme pour la sortie de l'échappement i par rapport à e. Ceci pour des raisons de rendement maximum.

Cette Turbine tourne datis les deux sens; pour cela il suffit d'il verser l'admission avec l'échappement.

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- T

La figure 2-' est un ensemble montrant 1*engrenage central n accouplé sur le rotor g. Cet engrenage commande les engrenages inter-70 médiaires o, qui eux commandent les engrenages p des oscillateurs tournants v. K sont les trous d'assemblage avec le corps de la Turbi ne.

La figure 3 montre en coupe la Turbine et 1* ensemble complet des engrenages accouplés avec les axes des oscillateurs tournants v»

75 Sur l,arbre du rotor g est monté l'engrenage n, le système d'en-

trainement 4, ainsi qu'un ventilateur u à plusieurs pales et destiné aurefroidissement de la Turbine et plus particulièrement du rotor ' qui est traversé par l'air, des passages x étant prévus dans les* ' ïlasques s et des trous t traversant complètement le rotor g.

80 L'autre partie du refroidissement de la Turbine est faite par 1s fixation sur chaque axe/ d'oscillateur tournant v de 2 turbine-vent i lateurs, une de chaque coté de la Turbine, la ventilation est dirigé dessus, les pales étant prévues à cet effet,

Au total le refroidissement de la Turbine est assuré par 6 turbi 85 ne-ventilateurs q coté admission, par B turbine-ventilateurs q plu.3 le grand ventilateur u coté engrenages. Ce genre de refroidissement paraît parfaitement efficace.

En variante ce type de Turbine peut également fonctionner avec t seul sommet d, c'est à dire une seule poussée au lieu de deux.Ce rot 90 à simple poussée par le fait d*un© seule partie excentrée nécessite un équilibrage statique et dynamique parfait; il développe moins de puissance à dimension égale que le rotor à double poussées, mais sa souplesse est remarquable, son économie certaine, 3on cosinus élevé. Il fonctionne exactement comme le rotor double pousseés. Il se fait 95 normalement avec 2 oscillateurs tournants v, mais aussi avec 4. Dahs les deux cas la souplesse de même que la puissance sont identiques.

Sur ces Turbines à simple ou à double poussées la forme des oscillateurs tournants v n'est pas immuable; en variante il est prêv des formes diverses améliorées pour augmenter le rendement.

100 En augmentant le nombre d'oscillateurs tournants v, un rotor à

plus de deux poussées est possible.

En variante les oscillateurs tournants v peuvent seulement osci] par un mouvement de bielle attelée à un engrenage, ou bien êtres commandés par cames et culbuteurs. Dans ce cas le refroidissement 105 doit être assuré par ventilation séparée.

Accouplée au compresseur à explosion objet d'une demande actuel: de brevet, cette Turbine devient un véritable moteur rotatif.

,■136/4.V.4 «.-&£>. 5^1

_ . _ . .„ ^-V.g : . '^2.

L'arrivée du fluide de poussée prévue par le centre du rotor peut aussi se faire par l'un des flasques latéraux,la sortie d)échappement s'opérant par le flasque opposé; ;I .:■*

H est possible,pour des nécessité d'encombrement par exemple,d'accoupler plusieurs turbines; :-"-ia:rr»r,v?ï. ••• - •- «*;v

D'autre part,il est spécifié qu'outre les"caractéristiques définies au présent,ou par le Brevet initial^t^n.vention'°3,étend à toutes combinaisons possibles n'en altérant pas la "nature» roui-rr.'.. •»

La iî'XuUKB 4-. retires ente un même type de Turbine rapide que celui

-ri tji- --.'-v - ^ '

décrit au Brevet d'origine mais comportant. Buit oscillateurs rotatifs~(v) au

5onas.-î>i. .•'•••*• -

lieu de six. Le nombre plus élévé ,de. ces oscillateurs(v) a pour objet que • "

-sOïCi \g} 4 ' a-.-

moins de fluide de poussée ne puisse pénétrer les" ëvidements des" oscil— -lateurs non en phase de fonction ce qui impliquerait tine dimimàtion de sa puissance. Le rotor (g) reçoit, deux poussées k chaque tour. '* :

Le secteur tournant de chaque oscillateur (v)étant augmenté en volume, le vide laissé dans les cavités^est.diminué d'autant.

Dans ce type de turbine,les oscillateurs (v) font,dans le même sens,

.-.«v J '.'V: rrri £ , "V- •

deux tours alors que le rotor (g) n'en fait qu'uiuTout le dispositif d'admis— -sion,d'évacuation et de commande par*engrenages"-reste celui, décrit par le Brevet initial. __

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La FIGURE. 5.- représente une Turbine rapide,à "deux poussées aussi par tour de rotor,avec la différence que JLes six oscillateurs iHua-toutTuutÇv qu'elle comporte sont d'une foimejpresque entièrement cylindrique,c'est-à-dire

^ -...j i* ^ -r_—» :

simplement diminuée d'un segment d'arc ne représentant que le"'tiers,environ, de leur volume et qu'ils sont animés d'un mouvement non rotatif mai3 d'oscil-

- 'T.;, A V-v?

-lation latérale alternative,à. la. façon d'un pendule i al ternation obtenue par l'emploi combiné d'engrenage et;de biellette(vj agissant en double manivelle entre un prolongement excentré de l'axe (v) et "un engrenage (o) intermédiare commandé lui-même par l'engrenage axial (n) du rotor (g).

- (Je dipositif d'oscillation S, mouvement latéral alternatif,venant es remplacement du mouvement de rotation de l'oscillâteur(v},a pour effet de réduire au wH rnfimi^m possible les espaces que le fluide actif pouvait Tenir occuper dans les cavités que le dispositif d'oscillateurs tournants laissait obligatoirement vides.

La FIGURE' g.-montre le détail du diàpositif" de commande alternative par engrenages et biellettes (w)agissant sur la partie excentrée de l'axe d'un oscillateur (v),formant manivelle d'oscillation alternée,et l'engrenage intermédiaire (o) constituant manivelle ïnfener^^imprimant le mouvement de

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rotation nécessaire.

La FIGURE T.— représente un type "de Turbine rapide se différenciant parle fait d'être à triple poussée circonférentielle,le rotor (g) comportant .trois sommets (d) sur sa périphérie ..Cinq oscillateurs (v) sont commandés par la correspondante combinaison d'engrenages.

Cette disposition permet une utilisation: optima de la force de poussée, la forme presque cylindrique du corps des oscillateurs^ (v) ne laissant qu'un» place très réduite dans les évi dements où, en pure perte,pourrait s'introduire du fluide de poussée.. ^ >

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Les oscillateurs (v) tournent trois fo:te j>lus :vite_que le rotor (g)ret~

en sens opposé,ce qui donne un total de quinze^joussées reçues par l'ensemble des trois sommets ;(d) à chaque .tour du rotor Cg) arec d'autant plus de puis—

-sance que l'espace d'expansion et plus .réduit et la perte de fluide limitée.

Le dispositif amenant le fluide moteur reste, le même mais la forme de sa répartition, interne , est modifiée par relation avec la position des trois sommets(d) et il en est de même pour la .sortie» _

La souplesse de fonctionnement,et sa, regçdarité,pettvent trouver avantage à l'adjonction d'un volant d'inertie approprié. v ^

La ^KiUKb 8 ♦— indique la disposition, que .doit .avoir la combinaison des engrenages "de commande (p). "l'zLs aamblable

La FIGURE 9.— présente un type de Sirbi.ne rapiÏÏéya" celui décrit,par l'invention mais ne recevant qu'une poussée motrice mimique par chaque tour du rotor (g),exercée sur le seul sommet (d).!Erois oscillateurs (v). rotatifs, à forme au deux tiers cylindrique,Iâàxe5dè chacun, d'eux tournant dans le même sens et la même vitesse que l'axe du", rotor (g) ^chaque tour de celui-ci correspondant ainsi à un tout d'oscillateur (y)leur.point de tangeance les deux parties tournantes n'entrent pas en contact,en raison de leur,

vitesse circonférentielle différente,et ne font, que s'affleurer au plus près mécaniquement possible.

La FIGURE' 10.- donne la disposition du "système de commande par engrenages L'admission ainsi que l'évacuation sont celles.prévues au Brevet d'origine

Les FIGURES U et 12 - se rapportent à des oscillateurs,ou obturateurs, du type (v) modifié en ce que leur fonctionnement devient alternatif au lieu d'être tournant. *7"' ) V

La Fig.U.— présente un oscillateur "^terna'tif (Tj ne comportant pas de butée de fin de course.

La Fig.I2.—est le même oscillateur" (YT} fonctionnant avec butée de fin de course rëgl'ahl'é' «t venant simplement affleurer la partie évidée du rotor (g) sans contact pouvant l'user ou. le'freiner.

Claims (1)

1. R. E S TT M. B

   Une turbine rapide disposée dans un bâti métallique aux dimensions appropriées,fermé par des flasques latéraux. et constituant le corps'de turbine à l'intérieur duquel tournera un rotor fait de métal à haute. '

   résistance». Sur toute la largeur de sa surface périphérique,ce rotor porte des parties transversales .formant.;saillie>4it©s sommets, dontjles bords dressés verticalement constitueront,à la. manière d'ailettes, les surfaces d'appui sur lesquelles viendra agir la poussée d'expansion

   imprimée par un fluide,ou un liquide,arrivant sous pression et donnant ainsi au rotor son mouvement glïatoire3" ■ = v.il—

   Le nombre de ces sommets'peut varier:suivant rïè type de turbine,sans~

   qu'en général plus de troisVs^etriquement répartis à la périphérie:du"

   rotor ne soient nécessaires,leur hauteur et'ïeur^largeur restant fonction.

   de l'effort,à soutenir,mais"iî/resté Sdiâpensabië'qu'en leur surface supérieure ils soient ajustés ' avec" toute précision "àu~7i'de ""intôieùr- -

   du corps de turbine dans lequel ils auront^ à' tottrner» '• " '.f i-? "

   Entre la paroi interne du corps de ttirbïne et les parties restant

   évidées entre les sommets du rotèr. existera un espace circulaire vide constituant la chambre de poussée,ou d'expansion»dans laquelle arrivera de l'extérieur et distribué par des conduits, internes appropriés,le..^.- -

   fluide sous pression lequel, ne pourra exercer de ppussée motrice circon—

   -férentielle que sur la face verticale de l'un des sommets du rotor^.. ^.

   ou sur plusieurs suivant type de turbine,comme étant les seules parties de la chambre d'expansion pouvant être déplacées sous l'effort du fluide de poussée,les autres étant fixes, ou mécaniquement obturées pour limiter momentanément le volume intérieur de la chambre de poussée»

   Cette obturation,sur laquelle viendra prendre appui l'effort de pous—

   —sée circonferentielle est assurée par l^emploi ^d'pscillateurs,ou:

   obturateurs,tournants,repartis .en nombre variable,suivant type, dans des évidements cylindriques ménagés à cet effet dans la masse métallique du corps de turbine. -

   Ces oscillateurs tournants,dont la .partie ^cylindrique comporte des

   évidements dont l'ouverture d^â^crot..varie/ suivant emploi,sont montés,

   chacun sur un axe que commande une combinaison classique d'engrenages •.

   dépendant du rotor et qui en règle le sens , et la cadence de rotation au cours de laquelle le secteur plein, du corps cylindrique des oscilla—

   -teurs entrant en tangeance avec la partie évidée du rotor assurera,

   durant le temps nécessaire,à la façon d'une valve ou d'une soupape,

   fermant

   l'une des deux extrémités de la chambre d'expansion.»

   Eh ouvrant l'admission du fluide de poussée',le cycle de "rotation s'établira immédiatement,mettant ëia~ marche la turbine quel que" soit: le point circonférentiel ,où elle, était orcêtée^ r.

   5- tJhe turbine rapide suivant 1°/ à double pouss ée,comportant; deux sommets et huit oscillateurs dont le^secteur plein de chacun,plus élargi en degrés,diminuera d'autant les..espaces vides à interdire au fluide de poussée.

   Une turbine suivant 29/ à double poussée ne comptant que six oscil— ICf —lateurs,ou obturateurs,pour la commande desquels un engrenage interné— -diaire est supprimé et remplacé par une biellette agissant en double manivelle imprimant à l'oscillateur un mouvement de déplacement latéral d'environ 120. 9,remplaçant le mouvement giratoire.

   Le sectuur plein de la partie cylindrique des occillateurs devient", une couronne imcompïètefaais "dont le volume ne laisse qu'un volume .vide.,

   .. r 1 ^ restreint:

   dans les cavités où pourrait s'infiltrer le fluide de poussée

   Une turbine rapide suivant t*/ avec triple poussée s'exerçant sur trois sommets symétriquement disposés sur le rotor et cinq oscillateurs de type rotatif commandés par la correspondance combinaison d'engrenages»,;la masse tovuœnte des oscilïateurs, devenue à peu près circulaire, ne laisse qu'un vide très réduit que puisse envahir le fluide de pous— - sée . Par/ leur disposition sur la périphérie du rotor deux des sommets sur trois,sont toujours en poussée simultanée.;l'évacuation et l'arrivée sont adaptées en conséquence.;25" Une turbine rapide suivant f ne comportant qu'un seul sommet et une jsoussée unique par tour. Trois oscillateurs toumeit dans le même sens,et la même vitesse que le rotor par le moyen de lèûgr^nage classique adapté en conséquence.;Aucune tangeance ne peut s'opérer entre les deux éléments tournants: f dont la vitesse circonferentielle est différente , mais un simple rapprochement jusqu'à affleurement,sans entrée en contact.;Une turbine rapide suivant X® h, dans laquelle l'admissions, peut se faireb par unflasque au lieu de par l'axe du rotor et 1 'échappement par le flasque opposé en aboutissant, si nécessaire à un- dispositif silencieux.;Une turbine suivant I« & 59/ fonctionnant avec ou sans graissage.;TTrro Turbine,suivant l'invention,dans laquelle le refroidissement; peut se faire par air atmosphérique ou pulsé»par eau et par les deux, combinés.;Une turbine suivant l'invention, par utilisation de force hydraulique au lieu de fluide de poussée iji/ i"'\i .c j;. Une turbine pouvant tourner à très grande vitesse,ou au ralenti,en deux sens opposés par simple inversion de l'arrivée et du départ»;OSICIÎTAE Six feuillets sans surcharges*