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EP2921645A1 - Turbine with screw rotors - Google Patents

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Info

Publication number
EP2921645A1
EP2921645A1 EP14000978.8A EP14000978A EP2921645A1 EP 2921645 A1 EP2921645 A1 EP 2921645A1 EP 14000978 A EP14000978 A EP 14000978A EP 2921645 A1 EP2921645 A1 EP 2921645A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
turbine
rotors
rotor
fluid
closing point
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14000978.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Antoine Warnery
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to EP14000978.8A priority Critical patent/EP2921645A1/en
Publication of EP2921645A1 publication Critical patent/EP2921645A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/24—Rotary-piston machines or engines of counter-engagement type, i.e. the movement of co-operating members at the points of engagement being in opposite directions
    • 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
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
    • F01C1/084—Toothed wheels

Definitions

  • the present invention relates to a fluid energy transformation turbine composed mainly of twisted rotors whose axes are parallel.
  • the invention relates to a type of rotor and its applications as a pump motor or combustion engine.
  • the rotor type relates to the field of rotary pistons, the rotors (1) can have several applications in the field of pumps, water turbines, gas turbines, combustion engines, turbojets.
  • the prior art mainly consists of non-volumetric apparatus (blade propeller, pallet apparatus, gear apparatus) the patent WO2005078269 or US3265292 are closest to the present invention (without actually constituting a state of the art).
  • the invention differs from the previous ones for various reasons.
  • the invention differs from non-volumetric systems because the invention has the advantage of being a volumetric device.
  • the invention differs from piston systems because the system is composed of rotating rotors.
  • the invention differs from gear pumps because the direction of rotation is different.
  • the invention differs from paddle systems because the centrifugal force is not used in the present invention to ensure the closure of the system.
  • the invention differs from the inventions using a stator because these inventions have a different movement, the compression chamber is provided between a stator and a rotor only, while in our invention the rotors (1) rotate about their axis, the chamber of compression or expansion is between three or four rotors.
  • the problem is that it is necessary to limit the number of components of the system such as the valves valves, in order to limit the manufacturing costs, limit the sources of mechanical friction.
  • Mechanical friction is due to the gears, the complicated movements of certain mechanical parts.
  • the system must be volumetric so to easily transform the fluid pressure, limit noise.
  • the system must be balanced to limit vibrations and noise. It is necessary to limit the losses of load of the fluid while working in the direction of the flow of the fluid.
  • the proposed solution is based on a simple operating principle.
  • the fluid enters a space formed between the rotors (1), this space has a volume which increases during the rotation of the rotors (1), driving the fluid inside the rotor (1). turbine. Then this volume can itself be closed by the rotors (1) during their rotation. This volume can be moved in the turbine. This volume can then be opened releasing the fluid present in the turbine.
  • the means of obtaining this type of rotor (1) is based on three simple principles.
  • each rotor (1) must be in contact with the two rotors (1) next to the rotor (1) over its entire length in order to define a closed space inside the rotors (1).
  • the rotors (1) rotate at the same speed and in the same direction so that each point of the surface of the rotor (1) is in contact with a point of another rotor (1) during rotation of the rotors (1).
  • the axes of the rotors (2) are parallel to one of the possible rotor shapes (1) is the cylinder. This form interacts with the liquid by friction, during rotation of the rotors (1).
  • the second principle is that all the rotors (1) must meet at a closing point (6) during rotation to define a volume between the rotors (1).
  • Some of the shapes that meet the first two principles are known for example, if the axes of the rotors (1) are parallel can be triangles in a circular arc, opening angle ⁇ / 3, and the two arcs of circle , opening angle ⁇ / 2. But other forms are interesting, such as the ovoid shape with several arcs (4), tangent to each other, of different radii.
  • a volume appears between the rotors (1) then disappears but this reciprocating movement of entry and exit of the liquid is difficult to exploit for a turbine.
  • each rotor (1) must be oriented so that during rotation of the rotors (1) the volumes appear on one side and come out of the other.
  • the means for orienting the rotor (1) is to twist the rotor (1) (always in the same direction) so that for a direction of rotation a volume appears upstream of the turbine and is moved inwards. The volume inside the turbine is pushed downstream of the turbine.
  • the rotors (1) being in simple rotation, the turbine must maintain the axes of the rotors (2) parallel.
  • the rotors (1) to be in contact with each other during their rotation, it is necessary that they rotate at the same speed and in the same direction of rotation.
  • the turbine directs the rotors (1) by a rotors orientation device (14) for example, an orientation rod, a chain, a belt, a gear system, etc.
  • the rotors rotate in the same direction.
  • the turbine can accelerate the fluid in the turbine for thrust.
  • the turbine can accelerate the fluid in the turbine for increase the speed of movement of the fluid.
  • the turbine can decelerate the fluid in the turbine and can recover the mechanical energy and transmit it by means of the rotor shaft (12).
  • the turbine can decelerate the fluid in the turbine and can reduce the speed of movement of the fluid, in particular to protect the pipes.
  • the turbine can compress the fluid passing through the turbine.
  • the turbine can compress a fluid and can increase the temperature of the fluid passing through the turbine (physical phenomenon of the increase of the gas temperature during rapid compression).
  • the turbine can relax the fluid in the turbine and can recover the mechanical energy of the fluid.
  • the turbine can relax a fluid and can decrease the temperature of the fluid passing through the turbine. (Physical phenomenon of the decrease of the gas temperature during rapid relaxation).
  • the pitch of the rotor (8) multiplied by the speed of rotation multiplied by the number of rotor wire is equal to the speed of movement of the closing point, and the speed of movement of the closing point (6) can be faster at the exit only at the entrance.
  • the turbine can accelerate the fluid in the turbine and can exert a thrust on the turbine.
  • the turbine can accelerate the fluid in the turbine and can increase the speed of movement of the fluid.
  • the turbine can decelerate the fluid in the turbine and can transform the fluid energy into mechanical energy, and can decrease the speed of fluid movement.
  • the rotors (1) can be driven by a rotors orientation device (14) (eg a gear) which maintains the orientation of the rotors (1) and rotates each rotor (1) at the same speed.
  • a rotors orientation device (14) eg a gear
  • a second closing point (6) may appear upstream of the turbine enclosing the fluid in a closed chamber (7). During rotation the chamber (7) closed between the rotors may not vary in volume.
  • the closing point (6) can reach downstream of the turbine and open by releasing the fluid that can be pushed downstream by the second closing point (6) approaching the downstream of the turbine.
  • the turbine may be used for turbining an incompressible fluid because the volume of the closed chambers (7) does not vary in volume during rotation of the rotors (1).
  • the turbine can be used to move a fluid or small objects in the manner of an Archimedean screw.
  • the torsion angle is equal to 2 ⁇ / 3 and for a four-rotor turbine whose rotors (1) have two rotor wires (5) the torsion angle is equal to ⁇ in general, which corresponds to a torsion angle of 2 ⁇ / n. (n: number of rotor wires per rotor).
  • the turbine can be used for turbining an incompressible fluid because the volume of the closed chambers (7) does not vary during rotation of the rotors (1). The volume that appears only punctually between two closing points (6) does not vary.
  • the turbine can be used to move a fluid in the manner of a positive displacement pump.
  • the turbine can be used to utilize the live forces of the fluid and to transmit the motion by means of the rotor shafts (12).
  • the ratio is chosen such that ( ⁇ s * Ps * Ds 2 ) ( ⁇ e * Pe * Of 2 ).
  • the incoming flow rate (Qe) is greater than the outgoing volume flow rate (Qs). Equation valid for constant rotor pitch (8) at the inlet and outlet of the turbine, and for turbines of the same type.
  • the volume passing through the turbine can be decreased.
  • the turbine can compress a compressible fluid in the turbine because the volume of fluid entering the chamber (7) is enclosed between two closing points (6) and the volume of the chamber (7) is reduced by the turbine thus increasing the pressure fluid.
  • the turbine can compress the fluid passing through the turbine.
  • the turbine can compress a fluid and can increase the temperature of the fluid passing through the turbine.
  • the turbine can compress a fluid while changing the fluid velocity.
  • the length of the rotors (1) is such that there is always at least one closing point (6).
  • the volume of the chamber (7) in the turbine between two closing points (6) at the inlet may be larger at the inlet than the volume of the chamber (7) between two closure points (6) at the inlet. output such as:
  • the ratios (Pe / Ps, ⁇ e / ⁇ s, De / Ds) are chosen so that ⁇ s * Ps * Ds 2 > ⁇ e * Pe * De 2 .
  • the incoming volume flow rate (Qe) is less than the outgoing volume flow rate (Qs). Equation valid for rotor pitch (8) constant at the inlet and outlet of the turbine, and turbines of the same type.
  • the volume passing through the turbine can be increased.
  • the turbine can relax a compressible fluid in the turbine because the volume of fluid entering the turbine is enclosed in a chamber (7) between two closing points (6) and the volume is increased by the turbine thus decreasing the pressure of the fluid.
  • the turbine can relax the fluid in the turbine and can transform the fluid energy into mechanical energy.
  • the turbine can relax a fluid and can decrease the temperature of the fluid passing through the turbine.
  • the turbine can relax a fluid and change the fluid velocity.
  • the turbine can be used as a gasoline or diesel engine.
  • the direct transmission of the forces by the rotors (1) makes it possible to limit the losses due to friction.
  • the multiplicity of tasks performed by the rotors (1) opening, closing, compression, expansion, transmission of mechanical forces can reduce the number of parts, and can be the weight and cost of manufacturing the engine.
  • the turbocharger of the turbojet can be replaced by a compression turbine.
  • the annular combustion chamber can be replaced by a combustion chamber without central core.
  • the gas turbine for the expansion of burned fluids can be replaced by an expansion turbine.
  • the transmission shaft of the mechanical forces between the compression turbine and the turbine can be replaced by a mechanical force transmission device (11) with variator rotational speeds between two turbines.
  • a shaft (12) can transmit mechanical forces for outdoor use as needed by the turbine. This shaft (12) can be used to power a current generator or to transmit mechanical energy.
  • the turbine inlets and outlets can be profiled.
  • the compression turbine can be connected to the expansion turbine by a mechanical force transmission device (11), for modifying the rotational speed ratio ⁇ e / ⁇ s of the compression turbine and the expansion turbine.
  • This type of embodiment has three advantages first of all the rotors (1) are massive in the direction of displacement of the fluid, and therefore less fragile for example vis-à-vis the volatile.
  • the speed in the turbine depends on the pitch of the rotors (1) and therefore on the length and speed of rotation and the number of rotor wires per rotor, so it is possible with long turbines to reach high speeds. It is therefore possible to use this turbine as a turbojet engine.
  • combustion chamber (13) is unobstructed making it easier to perform injection, ignition operations.
  • the sealed combustion chamber (13) can be large to be used for compressed gas storage or hot gas treatment.
  • the device for transmitting mechanical forces (11) with variator rotational speeds between two turbines can be used to brake the engine and recover the energy of the engine brake. Indeed, if the compressor is forced to rotate much faster than the expansion turbine, then the compressed fluid will accumulate in the combustion chamber. Stored energy can be released using the speed variator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

La présente invention est une turbine de transformation des énergies du fluide en énergie mécanique. La turbine est composée principalement de rotors (1) collaborants torsadés dont les axes (2) sont parallèles. La turbine est composée de 3 ou 4 rotors (1) dont les axes des rotors (2) sont parallèles et à égale distance des deux axes de rotors (2) les plus proches. Les rotors (1) sont au contact les uns des autres. La section des rotors est composée d'arcs de cercle (4) alternativement petits et grands, tangents entre eux. Les rotors sont au contact deux à deux sur toute leur longueur. En un point les rotors sont au contact, ce point est appelé point de fermeture (6). De part et d'autre du point de fermeture (6) des volumes distincts sont délimités par les rotors (1). Lors de la rotation des rotors (1), le point de fermeture apparaît à l'avant de la turbine et se déplace le long de l'axe de la turbine (3) et disparaît à l'arrière de la turbine tel que le volume à l'avant du point de fermeture augmente et le volume à l'arrière diminue. La turbine peut être utilisée pour transformer les énergies du fluide. La turbine peut récupérer ou transmettre de l'énergie cinétique, de l'énergie de pression et déplacer le fluide. La turbine fonctionne avec des fluides compressibles ou incompressibles. La turbine peut fonctionner en série, afin de combiner des cycles de compression, détente à la manière des moteurs à combustion dans une configuration rappelant celle du réacteur.The present invention is a turbine for transforming the energies of the fluid into mechanical energy. The turbine is composed mainly of twisted cooperating rotors (1) whose axes (2) are parallel. The turbine is composed of 3 or 4 rotors (1) whose axes of the rotors (2) are parallel and equidistant from the two axes of rotors (2) closest. The rotors (1) are in contact with each other. The section of the rotors is composed of arcs of circle (4) alternately small and large, tangent to each other. The rotors are in contact two by two along their entire length. At one point the rotors are in contact, this point is called the closing point (6). On either side of the closing point (6) separate volumes are delimited by the rotors (1). During rotation of the rotors (1), the closing point appears at the front of the turbine and moves along the axis of the turbine (3) and disappears at the rear of the turbine such that the volume at the front of the closing point increases and the volume at the back decreases. The turbine can be used to transform the energies of the fluid. The turbine can recover or transmit kinetic energy, pressure energy and move the fluid. The turbine operates with compressible or incompressible fluids. The turbine can operate in series, in order to combine compression cycles, relaxation in the manner of combustion engines in a configuration reminiscent of that of the reactor.

Description

La présente invention concerne une turbine de transformation des énergies du fluide composée principalement de rotors torsadés dont les axes sont parallèles.The present invention relates to a fluid energy transformation turbine composed mainly of twisted rotors whose axes are parallel.

Domaine techniqueTechnical area

L'invention concerne un type de rotor et de ses mises en applications en tant que moteur pompe ou moteur à combustion. Le type de rotor se rapporte au domaine des pistons rotatifs, les rotors (1) peuvent avoir plusieurs applications dans le domaine des pompes, des turbines à eau, des turbines a gaz, des moteurs à combustions, des turboréacteurs.The invention relates to a type of rotor and its applications as a pump motor or combustion engine. The rotor type relates to the field of rotary pistons, the rotors (1) can have several applications in the field of pumps, water turbines, gas turbines, combustion engines, turbojets.

Technique antérieurePrior art

Les techniques antérieures sont principalement constituées par les appareils non volumétriques (hélice à pale, appareil à palette, appareil à engrenage) le brevet WO2005078269 ou US3265292 sont les plus proches de la présente invention (sans pour autant constituer réellement un état de la technique antérieur).The prior art mainly consists of non-volumetric apparatus (blade propeller, pallet apparatus, gear apparatus) the patent WO2005078269 or US3265292 are closest to the present invention (without actually constituting a state of the art).

L'invention diffère des précédentes pour diverses raisons. L'invention diffère des systèmes non volumétriques car l'invention présente l'avantage d'être un dispositif volumétrique. L'invention diffère des systèmes à piston car le système est composé de rotors en rotation.The invention differs from the previous ones for various reasons. The invention differs from non-volumetric systems because the invention has the advantage of being a volumetric device. The invention differs from piston systems because the system is composed of rotating rotors.

L'invention diffère des pompes à engrenage car le sens de rotation est différent. L'invention diffère des systèmes à palette car la force centrifuge n'est pas utilisée dans la présente invention pour assurer la fermeture du système.The invention differs from gear pumps because the direction of rotation is different. The invention differs from paddle systems because the centrifugal force is not used in the present invention to ensure the closure of the system.

L'invention diffère des inventions utilisant un stator car ces inventions ont un mouvement différent, la chambre de compression est assurée entre un stator et un rotor uniquement, alors que dans notre invention les rotors (1) tournent autour de leur axe, la chambre de compression ou de détente est comprise entre trois ou quatre rotors.The invention differs from the inventions using a stator because these inventions have a different movement, the compression chamber is provided between a stator and a rotor only, while in our invention the rotors (1) rotate about their axis, the chamber of compression or expansion is between three or four rotors.

Le problème posé est qu'il faut limiter le nombre de composants du système tel que les vannes les soupapes, afin de limiter, les coûts de fabrication, limiter les sources de frottements mécaniques. Les frottements mécaniques sont dus aux engrenages, aux mouvements compliqués de certaines pièces mécaniques. Il faut que le système soit volumétrique afin de transformer facilement la pression du fluide, limiter les bruits. Il faut que le système soit équilibré afin de limiter les vibrations et les bruits. Il faut limiter les pertes de charge du fluide en travaillant dans le sens de l'écoulement du fluide.The problem is that it is necessary to limit the number of components of the system such as the valves valves, in order to limit the manufacturing costs, limit the sources of mechanical friction. Mechanical friction is due to the gears, the complicated movements of certain mechanical parts. The system must be volumetric so to easily transform the fluid pressure, limit noise. The system must be balanced to limit vibrations and noise. It is necessary to limit the losses of load of the fluid while working in the direction of the flow of the fluid.

La solution proposée est basée sur un principe de fonctionnement simple. Lors de la rotation des rotors (1), le fluide entre dans un espace formé entre les rotors(1), cet espace a un volume qui augmente lors de la rotation des rotors (1), entraînant le fluide à l'intérieur de la turbine. Puis ce volume peut lui même être fermé par les rotors (1) lors de leur rotation. Ce volume peut être déplacé dans la turbine. Ce volume peut être ensuite ouvert libérant le fluide présent dans la turbine.The proposed solution is based on a simple operating principle. During the rotation of the rotors (1), the fluid enters a space formed between the rotors (1), this space has a volume which increases during the rotation of the rotors (1), driving the fluid inside the rotor (1). turbine. Then this volume can itself be closed by the rotors (1) during their rotation. This volume can be moved in the turbine. This volume can then be opened releasing the fluid present in the turbine.

Le moyen d'obtenir ce type de rotor(1) est basé sur trois principes simples.The means of obtaining this type of rotor (1) is based on three simple principles.

Le premier principe est que chaque rotor(1) doit être au contact des deux rotors(1) à côté du rotor(1) sur toute sa longueur afin de délimiter un espace fermé à l'intérieur des rotors (1). Les rotors (1) tournent à la même vitesse et dans le même sens afin que chaque point de la surface du rotor(1) soit en contact d'un point d'un autre rotor(1) lors de la rotation des rotors (1). Les axes des rotors (2) sont parallèles une des formes de rotor(1) possible est le cylindre. Cette forme interagit avec le liquide par frottement, lors de la rotation des rotors (1).The first principle is that each rotor (1) must be in contact with the two rotors (1) next to the rotor (1) over its entire length in order to define a closed space inside the rotors (1). The rotors (1) rotate at the same speed and in the same direction so that each point of the surface of the rotor (1) is in contact with a point of another rotor (1) during rotation of the rotors (1). ). The axes of the rotors (2) are parallel to one of the possible rotor shapes (1) is the cylinder. This form interacts with the liquid by friction, during rotation of the rotors (1).

Le deuxième principe est que tous les rotors (1) doivent se rejoindre en un point de fermeture (6) lors de la rotation afin de délimiter un volume entre les rotors (1). Certaines des formes qui répondent aux deux premiers principes sont connues par exemple, si les axes des rotors (1) sont parallèles on peut avoir les triangles en arc de cercle, d'angle d'ouverture π/3, et les deux arcs de cercle, d'angle d'ouverture π/2. Mais d'autres formes sont intéressantes, comme par exemple la forme ovoïde avec plusieurs arcs de cercle (4), tangents entre eux, de rayons différents. Lors de la rotation des rotors (1) un volume apparaît entre les rotors (1) puis disparaît mais ce mouvement alternatif d'entrée et de sortie du liquide est difficilement exploitable pour une turbine.The second principle is that all the rotors (1) must meet at a closing point (6) during rotation to define a volume between the rotors (1). Some of the shapes that meet the first two principles are known for example, if the axes of the rotors (1) are parallel can be triangles in a circular arc, opening angle π / 3, and the two arcs of circle , opening angle π / 2. But other forms are interesting, such as the ovoid shape with several arcs (4), tangent to each other, of different radii. During the rotation of the rotors (1) a volume appears between the rotors (1) then disappears but this reciprocating movement of entry and exit of the liquid is difficult to exploit for a turbine.

Le troisième principe est que chaque rotor (1) doit être orienté afin que lors de la rotation des rotors (1) les volumes apparaissent d'un côté et ressortent de l'autre. Le moyen d'orienter le rotor (1) est de torsader le rotor(1) (toujours dans le même sens) afin que pour un sens de rotation un volume apparaisse à l'amont de la turbine et soit déplacé vers l'intérieur. Le volume à l'intérieur de la turbine est poussé vers l'aval de la turbine.The third principle is that each rotor (1) must be oriented so that during rotation of the rotors (1) the volumes appear on one side and come out of the other. The means for orienting the rotor (1) is to twist the rotor (1) (always in the same direction) so that for a direction of rotation a volume appears upstream of the turbine and is moved inwards. The volume inside the turbine is pushed downstream of the turbine.

Les rotors (1) étant en rotation simple, la turbine doit maintenir les axes des rotors (2) parallèles. Les rotors (1) devant être au contact les uns des autres lors de leur rotation, il est nécessaire que ceux ci tournent à la même vitesse et dans le même sens de rotation. La turbine oriente les rotors (1) par un dispositif d'orientation des rotors (14) par exemple, une bielle d'orientation, une chaîne, une courroie, un système d'engrenage etc.The rotors (1) being in simple rotation, the turbine must maintain the axes of the rotors (2) parallel. The rotors (1) to be in contact with each other during their rotation, it is necessary that they rotate at the same speed and in the same direction of rotation. The turbine directs the rotors (1) by a rotors orientation device (14) for example, an orientation rod, a chain, a belt, a gear system, etc.

La turbine comprend (N) rotors (1) au moins tournant dans le même sens, les axes des rotors (2) sont à égale distance de l'axe de la turbine (3), chaque axe des rotors (2) est à égal distance (dr) de deux axes de rotors, la section des rotors (1) est délimités par 2*n arcs de cercle (4) dont n petit arc de cercle (4) de rayon (r) et n grand arc de cercle de rayon (R) tel que R+r=dr, ces arcs de cercles (4) sont tangents entre eux, et leur angle d'ouverture est de α= π-2π/N, Il y a n arcs de cercle égal à n=π/α soit n=N/(N-2)The turbine comprises (N) rotors (1) at least rotating in the same direction, the axes of the rotors (2) are equidistant from the axis of the turbine (3), each axis of the rotors (2) is on par distance (dr) of two axes of rotors, the section of the rotors (1) is delimited by 2 * n arcs of circle (4) of which n small arc of circle (4) of radius (r) and n large arc of circle of radius (R) such that R + r = dr, these arcs of circles (4) are tangent to each other, and their opening angle is of α = π-2π / N, there is an arcs of circle equal to n = π / α is n = N / (N-2)

Le arcs de cercle (4) étant tangents le nombre d'arcs de cercle (4) est de: 2*n = 2*π/α (Seules les solutions ayant un nombre d'arcs de cercle (4) entier sont à prendre en compte)The circular arcs (4) being tangent the number of arcs (4) is: 2 * n = 2 * π / α (Only solutions with an integer number of arcs (4) are to be taken into account)

Nous avons donc deux solutions, N=3, α=π/3, n=3 et N=4, α=π/2, n=2.So we have two solutions, N = 3, α = π / 3, n = 3 and N = 4, α = π / 2, n = 2.

Il y a deux cas particuliers:There are two special cases:

quand r=R alors le rotor (1) est circulaire, quand r=0 alors l'arc du cercle (4) est un point et l'ensemble des arcs de cercle (4) r=0 formant une surface, forme alors une ligne appelée fil du rotor (5).when r = R then the rotor (1) is circular, when r = 0 then the arc of the circle (4) is a point and the set of arcs (4) r = 0 forming a surface, then forms a line called rotor wire (5).

Description des figuresDescription of figures

  • La figure 1 représente les rotors en vue de face d'une turbine à trois rotors.The figure 1 represents the rotors in front view of a turbine with three rotors.
  • La figure 2 représente la coupe 31 (fig. 1) d'une turbine à trois rotors.The figure 2 represents the section 31 ( Fig. 1 ) a turbine with three rotors.
  • La figure 3 représente la coupe 32 (fig. 1) d'une turbine à trois rotors.The figure 3 represents the section 32 ( Fig. 1 ) a turbine with three rotors.
  • La figure 4 représente la coupe 33 (fig. 1) d'une turbine à trois rotors.The figure 4 represents the section 33 ( Fig. 1 ) a turbine with three rotors.
  • La figure 5 représente la coupe 37 (fig. 1) d'une turbine à trois rotors.The figure 5 represents the section 37 ( Fig. 1 ) a turbine with three rotors.
  • La figure 6 représente les rotors en vue de face d'une turbine à quatre rotors.The figure 6 represents the rotors in front view of a four-rotor turbine.
  • La figure 7 représente la coupe 41 (sur la fig. 6 et sur la fig. 14) d'une turbine à quatre rotors.The figure 7 represents the section 41 (on the Fig. 6 and on the Fig. 14 ) of a four-rotor turbine.
  • La figure 8 représente la coupe 42 (sur la fig. 6 et sur la fig. 14) d'une turbine à quatre rotors.The figure 8 represents the section 42 (on the Fig. 6 and on the Fig. 14 ) of a four-rotor turbine.
  • La figure 9 représente la coupe 43 (sur la fig. 6 et sur la fig. 14) d'une turbine à quatre rotors.The figure 9 represents the section 43 (on the Fig. 6 and on the Fig. 14 ) of a four-rotor turbine.
  • La figure 10 représente la coupe 44 (sur la fig. 6 et sur la fig. 14) d'une turbine à quatre rotors.The figure 10 represents the section 44 (on the Fig. 6 and on the Fig. 14 ) of a four-rotor turbine.
  • La figure 11 représente la coupe 45 (sur la fig. 6) d'une turbine à quatre rotors.The figure 11 represents the section 45 (on the Fig. 6 ) of a four-rotor turbine.
  • La figure 12 représente la coupe en long 40 (sur la figure 7, 8, 10, 11) d'une double turbine a quatre rotors (la structure et le carter n'ont pas été représenté afin de rendre visible les dispositifs mécaniques).The figure 12 represents the cut along 40 (on the figure 7 , 8, 10, 11 ) a double turbine with four rotors (the structure and the housing have not been shown to make visible the mechanical devices).
  • La figure 13 représente la coupe d'une turbine à trois rotors (seul le carter et la structure de la turbine sont coupés afin de laisser apparaître la disposition des éléments de la turbine).The figure 13 represents the section of a turbine with three rotors (only the casing and the structure of the turbine are cut in order to reveal the arrangement of the elements of the turbine).
  • La figure 14 représente la coupe en long d'une double turbine à quatre rotors.The figure 14 represents the longitudinal section of a double turbine with four rotors.
Résumé de l'inventionSummary of the invention Les caractéristiques techniques d'une telle turbine et des rotors sont les suivantes (voir figures 1 à 14).The technical characteristics of such a turbine and the rotors are as follows (see FIGS. 1 to 14).

Les rotors tournent dans le même sens.The rotors rotate in the same direction.

Structure de la turbine et des rotors (1) :

  • la turbine comprend N rotors (1) au moins,
  • les axes des rotors (2) sont à égale distance de l'axe de la turbine (3), chaque axe des rotors (2) est à égal distance (dr) de deux axes de rotors,
  • la section des rotors (1) est délimitée par des arcs de cercle (4) dont n petit arc de cercle (4) de rayon de r et n grand arc de cercle de rayon R tel que R+r=dr, ces arcs de cercles (4) sont tangent entre eux et leur angle d'ouverture est de α= π - 2π/N, Il y a n arcs de cercle, tel que n=π/α, soit n=N/(N-2).
Structure of the turbine and the rotors (1):
  • the turbine comprises N rotors (1) at least,
  • the axes of the rotors (2) are equidistant from the axis of the turbine (3), each axis of the rotors (2) is at equal distance (dr) from two axes of rotors,
  • the section of the rotors (1) is delimited by circular arcs (4) of which n is a small arc (4) of radius r and n is a large circular arc of radius R such that R + r = dr, these arcs of circles (4) are tangent to each other and their opening angle is of α = π - 2π / N, there are an arcs of circle, such that n = π / α, ie n = N / (N-2).

Disposition :Disposition :

  • les rotors (1) sont torsadés de manières identiques et placés au contact les uns des autres sur toute leur longueur,the rotors (1) are twisted in identical ways and placed in contact with each other over their entire length,
  • la ligne regroupant les petits arcs de cercle r=0 est appelée fil du rotor (5), les fils du rotor (5) peuvent être en forme d'hélice à pas variable,the line grouping the small arcs of circle r = 0 is called wire of the rotor (5), the son of the rotor (5) can be in the form of a helix with variable pitch,
  • tous les rotors d'une turbine se touchent sur les fils du rotor en un point appelé point de fermeture (6), de part et d'autre de ce point de fermeture (6), deux volumes distincts sont délimités par les rotors.all the rotors of a turbine are touching on the rotor son at a point called closing point (6), on either side of this closing point (6), two separate volumes are delimited by the rotors.
Fonctionnement :Operation:

  • lors de la rotation des rotors (1) le volume entre les rotors (1) augmente à l'amont de la turbine et le volume entre les rotors (1) à l'aval diminue,during rotation of the rotors (1) the volume between the rotors (1) increases upstream of the turbine and the volume between the rotors (1) downstream decreases,
  • le fluide est introduit entre les rotors (1), et les rotors agissent par pression sur le fluide.the fluid is introduced between the rotors (1), and the rotors act by pressure on the fluid.
Utilisation :Use :

  • les rotors (1) tournent comme des pales mais sont utilisés comme des pistons, en effet la turbine interagit avec le fluide par pression à la surface des rotors sur le fluide,the rotors (1) rotate like blades but are used as pistons, in fact the turbine interacts with the fluid by pressure on the surface of the rotors on the fluid,
  • la turbine peut servir à turbiner des fluides compressibles et incompressibles,the turbine can be used to drive compressible and incompressible fluids,
  • la turbine déplace le fluide dans le sens du déplacement du point de fermeture (6),the turbine moves the fluid in the direction of movement of the closing point (6),
  • la turbine interagit avec le fluide par pression à la surface des rotors (1) et modifie la pression du fluide,the turbine interacts with the fluid by pressure on the surface of the rotors (1) and modifies the pressure of the fluid,
  • la turbine utilise ou transmet une force vive au fluide en modifiant la vitesse du fluide,the turbine uses or transmits a live force to the fluid by modifying the fluid velocity,
  • la turbine transmet les efforts mécaniques par l'arbre des rotors (12).the turbine transmits the mechanical forces by the shaft of the rotors (12).
Description des modes de réalisationDescription of the embodiments Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine à trois rotors (voir figures 1 à 5).According to a particular embodiment that we will call turbine three rotors (see Figures 1 to 5).

Le fil du rotor peut être en forme d'hélice à pas variable. Structure de la turbine et des rotors (1) :

  • la turbine peut avoir trois rotors (1),
  • il peut y avoir trois fils du rotor (5) par rotor.
The rotor wire may be in the form of a variable pitch helix. Structure of the turbine and the rotors (1):
  • the turbine may have three rotors (1),
  • there may be three rotor wires (5) per rotor.

Disposition:Disposition:

  • tous les rotors peuvent se toucher en un point dit point de fermeture (6) qui se déplace sur l'axe de la turbine (3) lors de la rotation des rotorsall the rotors can be touched at a point called closing point (6) which moves on the axis of the turbine (3) during rotation of the rotors
  • chaque axe de rotor (2) peut être à égale distance dr,each rotor axis (2) can be at equal distance dr,
  • lors de la rotation des rotors (1) le point de fermeture (6) peut parcourir toute la longueur du fil du rotor (5) (tant que r=0).when rotating the rotors (1) the closing point (6) can travel the entire length of the rotor wire (5) (as r = 0).
Utilisationuse

  • le volume entre les rotors (1) augmente à l'amont de la turbine et le volume entre les rotors à l'aval diminue (lors de la rotation des rotors),the volume between the rotors (1) increases upstream of the turbine and the volume between the rotors downstream decreases (during rotation of the rotors),
  • cette turbine peut travailler des fluides avec une pression importante et avec des vitesses importantes car les rotors (1) sont massifs, et que le point de fermeture (6) parcourt toute la longueur du fil du rotor.this turbine can work fluids with high pressure and with high speeds because the rotors (1) are massive, and the closing point (6) runs the entire length of the rotor wire.
Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine à 4 rotors (voir figures 6 à 11):According to a particular embodiment that we will call turbine 4 rotors (see Figures 6 to 11): Structure :Structure:

  • la turbine peut avoir quatre rotors (1),the turbine may have four rotors (1),
  • la surface regroupant les petits arcs de cercle (4) r=0 est appelée fil du rotor (5),the surface grouping the small arcs (4) r = 0 is called the rotor wire (5),
  • les fils du rotor (5) peuvent être en forme d'hélice à pas variable,the rotor wires (5) can be in the form of a variable pitch helix,
  • il peut y avoir deux fils du rotor (5) par rotor (1).there may be two rotor wires (5) per rotor (1).
Disposition & fonctionnement:Layout & operation:

  • les intersections des axes de rotor (2) avec un plan perpendiculaire aux axes peuvent être placées sur les sommets d'un carré,the intersections of the rotor axes (2) with a plane perpendicular to the axes can be placed on the vertices of a square,
  • tous les rotors (1) peuvent se toucher en un point de fermeture (6) qui se déplace lors de la rotation des rotors (1).all the rotors (1) can be touched at a closing point (6) which moves during rotation of the rotors (1).
  • lors de la rotation des rotors (1) le point de fermeture (6) peut parcourir toute la longueur du fil du rotor (tant que r=0).when rotating the rotors (1) the closing point (6) can travel the entire length of the rotor wire (as long as r = 0).
Utilisation :Use :

  • cette turbine peut turbiner des volumes de fluide importants car la volume entre les rotors (1) est plus importante que pour la turbine à trois rotors (1),this turbine can turbinate large volumes of fluid because the volume between the rotors (1) is greater than for the turbine with three rotors (1),
Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons entrée et sortie de turbine (voir figure 5, 10, 11). According to a particular embodiment that we will call turbine inlet and outlet (see Figure 5, 10, 11). Structure et disposition :Structure and layout:

  • à l'entrée de la turbine et à la sortie de la turbine le rotor (1) a une section circulaire au contact de la partie fixe de la turbine, le petit arc de cercle a un rayon de r=R, puis le rayon r de l'arc de cercle (4) est graduellement varié de r=R à r=0.at the inlet of the turbine and at the outlet of the turbine the rotor (1) has a circular section in contact with the fixed part of the turbine, the small arc has a radius of r = R, then the radius r the arc of the circle (4) is gradually varied from r = R to r = 0.
Fonctionnement et utilisation :Operation and use:

  • les arcs de cercle (4) des rotors (1) peuvent rester en contact les uns des autres tel que un grand arc de cercle (4) R peut être en contact d'un petit arc de cercle r sur un autre rotor. Cela peut permettre de conserver une étanchéité entre les rotors (1) et de faire une transition soit vers une partie fixe pouvant assurer une étanchéité entre deux turbines ou de réaliser un rotor profilé à l'entrée ou à la sortie de la turbine,the circular arcs (4) of the rotors (1) can remain in contact with each other such that a large arc (4) R can be in contact with a small arc of circle r on another rotor. This can make it possible to maintain a seal between the rotors (1) and to make a transition either to a fixed part capable of sealing between two turbines or to make a profiled rotor at the inlet or the outlet of the turbine,
  • Il est ainsi possible de créer un volume étanche entre deux turbines pouvant être utilisé à diverse fins par exemple en tant que chambre de combustion mais aussi en tant que chambre de traitement des gaz.It is thus possible to create a sealed volume between two turbines that can be used for various purposes, for example as a combustion chamber but also as a gas treatment chamber.
Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine à rotor supplémentaire (9) ou (10) (voir figure 4 et 9).According to a particular embodiment that we will call additional rotor turbine (9) or (10) (see Figure 4 and 9). Structure et disposition:Structure and layout:

  • deux turbines peuvent avoir 2N-2 rotors, deux rotors peuvent être communs aux deux turbines.two turbines may have 2N-2 rotors, two rotors may be common to both turbines.
  • un ou deux rotors (9) ou (10) peuvent être ajouté à deux rotors (1) soit participant à une turbine de trois rotors soit participant à une turbine de quatre rotors, créant une turbine supplémentaire,one or two rotors (9) or (10) can be added to two rotors (1) either participating in a turbine of three rotors or participating in a turbine of four rotors, creating an additional turbine,
Fonctionnement et utilisation:Operation and use:

  • la turbine supplémentaire peut fonctionner exactement comme les autres turbines. L'intérêt est double. Un ou deux rotor(s) supplémentaire(s) (9) (10) peuvent créer une turbine supplémentaire qui en nécessite normalement trois ou quatre,the additional turbine can operate exactly like other turbines. The interest is twofold. One or two additional rotor (s) (9) (10) can create an additional turbine which normally requires three or four,
  • le deuxième intérêt peut être que l'introduction du fluide dans la turbine peut être plus régulier car la turbine ajoutée fonctionne de manière complémentaire à la turbine principale. Quand l'une est fermée l'autre est ouverte. Cette turbine peut faire entrer le fluide de manière plus régulière. Cela peut être intéressant vis à vis du bruit généré par la turbine.the second advantage may be that the introduction of the fluid into the turbine may be more regular because the added turbine operates in a complementary manner to the main turbine. When one is closed the other is open. This turbine can enter the fluid more evenly. This can be interesting with respect to the noise generated by the turbine.
Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons variateur entre turbines. (voir figure 12)According to a particular embodiment that we will call variator between turbines. (see figure 12) Structure et disposition:Structure and layout:

  • deux turbines peuvent être couplées mécaniquement par un dispositif de transmission des efforts mécaniques (11) permettant de transmettre la vitesse de rotation des rotors (1) de la turbine d'entrée aux rotors de la turbine de sortie en modifiant la vitesse de rotation, le choix de la vitesse étant décidé par l'utilisateur.two turbines can be mechanically coupled by a mechanical force transmission device (11) for transmitting the speed of rotation of the rotors (1) of the inlet turbine to the rotors of the output turbine by changing the speed of rotation, the choice of speed being decided by the user.

Le débit entrant (Qe) dans la première turbine peut être proportionnel à:

  • la distance entre les axes du rotor (2) entrée (De),
  • au pas du rotor (8) entrée (Pe),
  • à la vitesse de rotation de rotors de la turbine entrée (ωe),
  • à un facteur lié à la turbine (Fe), ce facteur dépend du volume de la chambre (7) à l'entrée et du nombre de fil de rotor (5) par rotor à l'entrée.
The inflow (Qe) in the first turbine can be proportional to:
  • the distance between the axes of the rotor (2) input (De),
  • at the pitch of the rotor (8) input (Pe),
  • at the speed of rotation of the impellers of the inlet turbine (ωe),
  • at a factor related to the turbine (Fe), this factor depends on the volume of the chamber (7) at the inlet and the number of rotor wire (5) per rotor at the inlet.

Le débit sortant est proportionnel à :

  • la distance entre les axes du rotor (2) sortie (Ds),
  • au pas des rotors (8) de sortie (Ps),
  • à la vitesse de rotation de rotors de la turbine sortie (ωs),
  • à un facteur lié à la turbine sortie (Fs), ce facteur dépend du volume de la chambre (7) à la sortie et du nombre de fil de rotor (5) par rotor à la sortie.
The outflow is proportional to:
  • the distance between the axes of the rotor (2) output (Ds),
  • at the pitch of the output rotors (8) (Ps),
  • at the rotational speed of the impeller rotors (ωs),
  • at a factor related to the output turbine (Fs), this factor depends on the volume of the chamber (7) at the outlet and the number of rotor wire (5) per rotor at the outlet.

Les débits sont tel que Qe=Pe* cωe*De2*Fe et Qs=Ps*ωs*Ds2*Fs. Fonctionnement:

  • le rapport de débits entrant (Qe) et sortant (Qs) peut être choisi par l'utilisateur en modifiant la vitesse de rotation de sortie ,
  • ce type de disposition peut être utile si l'on veut une turbine qui puisse alternativement servir de compresseur ou de turbine à gaz sans changer le sens d'introduction du fluide ou de rotation des rotors (1),
  • ce type de disposition peut être utile si l'on veut une turbine qui puisse alternativement servir à accélérer un fluide ou à le décélérer sans changer le sens d'introduction du fluide ou de rotation des rotors (1).
The rates are such that Qe = Pe * cωe * From 2 * Fe and Qs = Ps * ωs * Ds 2 * Fs. Operation:
  • the ratio of incoming (Qe) and outgoing (Qs) flows can be chosen by the user by modifying the output rotation speed,
  • this type of arrangement can be useful if one wants a turbine that can alternatively serve as compressor or gas turbine without changing the direction of introduction of the fluid or rotation of the rotors (1),
  • this type of arrangement can be useful if one wants a turbine that can alternatively be used to accelerate a fluid or to decelerate without changing the direction of introduction of the fluid or rotation of the rotors (1).

Utilisationuse

La turbine peut accélérer le fluide dans la turbine pour obtenir une poussée. La turbine peut accélérer le fluide dans la turbine pour augmenter la vitesse de déplacement du fluide. La turbine peut décélérer le fluide dans la turbine et peut en récupérer l'énergie mécanique et le transmettre au moyen de l'arbre des rotors (12). La turbine peut décélérer le fluide dans la turbine et peut diminuer la vitesse de déplacement du fluide, afin notamment de protéger les canalisations. La turbine peut comprimer le fluide traversant la turbine. La turbine peut comprimer un fluide et peut augmenter la température du fluide traversant la turbine (phénomène physique de l'augmentation de la température des gaz lors d'une compression rapide). La turbine peut détendre le fluide dans la turbine et peut récupérer l'énergie mécanique du fluide. La turbine peut détendre un fluide et peut diminuer la température du fluide traversant la turbine. (phénomène physique de la diminution de la température des gaz lors d'une détente rapide).The turbine can accelerate the fluid in the turbine for thrust. The turbine can accelerate the fluid in the turbine for increase the speed of movement of the fluid. The turbine can decelerate the fluid in the turbine and can recover the mechanical energy and transmit it by means of the rotor shaft (12). The turbine can decelerate the fluid in the turbine and can reduce the speed of movement of the fluid, in particular to protect the pipes. The turbine can compress the fluid passing through the turbine. The turbine can compress a fluid and can increase the temperature of the fluid passing through the turbine (physical phenomenon of the increase of the gas temperature during rapid compression). The turbine can relax the fluid in the turbine and can recover the mechanical energy of the fluid. The turbine can relax a fluid and can decrease the temperature of the fluid passing through the turbine. (Physical phenomenon of the decrease of the gas temperature during rapid relaxation).

Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine à hélice à accélération.According to a particular embodiment that we will call propeller turbine propeller. Structure et disposition:Structure and layout:

le pas du rotor (8) multiplié par la vitesse de rotation multiplié par le nombre de fil de rotor est égal à la vitesse de déplacement du point de fermeture, et la vitesse de déplacement du point de fermeture (6) peut être plus rapide à la sortie qu'à l'entrée.the pitch of the rotor (8) multiplied by the speed of rotation multiplied by the number of rotor wire is equal to the speed of movement of the closing point, and the speed of movement of the closing point (6) can be faster at the exit only at the entrance.

Fonctionnement :Operation:

  • La vitesse de rotation est plus lente à l'entrée qu'à la sortie et par conséquent la vitesse d'avancement du point de fermeture (6) est plus rapide à la sortie qu'à l'entrée,The rotational speed is slower at the input than at the output and therefore the forward speed of the closing point (6) is faster at the exit than at the entrance,
  • le pas de rotor (8) à l'entrée peut être plus petit que le pas du rotor à la sortie et par conséquent la vitesse d'avancement du point de fermeture peut être plus rapide à la sortie.the rotor pitch (8) at the inlet may be smaller than the pitch of the rotor at the outlet and therefore the forward speed of the closing point may be faster at the exit.
  • le pas de rotor (8) de sortie peut être choisi en fonction de la vitesse de sortie du fluide désirée pour une vitesse de rotation donnée, ou pour que la variation de quantité de mouvement provoque une poussée sur la turbine,the output rotor pitch (8) can be chosen as a function of the desired fluid output speed for a given rotational speed, or for the momentum variation to cause a thrust on the turbine,
  • le pas de rotor (8) de l'entrée peut être choisi pour que la vitesse d'avancement du point de fermeture (6) provoque une dépression à l'entrée,the rotor pitch (8) of the inlet can be selected so that the forward speed of the closing point (6) causes a depression at the inlet,
Utilisationuse

La turbine peut accélérer le fluide dans la turbine et peut exercer une poussée sur la turbine. La turbine peut accélérer le fluide dans la turbine et peut augmenter la vitesse de déplacement du fluide.The turbine can accelerate the fluid in the turbine and can exert a thrust on the turbine. The turbine can accelerate the fluid in the turbine and can increase the speed of movement of the fluid.

Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine à hélice de décélération.According to a particular embodiment that we will call a deceleration turbine propeller. Structure et disposition :Structure and layout:

le pas du rotor (8) (P) multiplié par la vitesse de rotation (ω) multiplié par le nombre de fil de rotor (n) est égal à la vitesse de déplacement du point de fermeture (Vpf) soit P*ω*n=Vpf, la vitesse de déplacement du point de fermeture (6) peut être plus lente à la sortie qu'à l'entrée.the pitch of the rotor (8) (P) multiplied by the speed of rotation (ω) multiplied by the number of rotor wire (n) is equal to the speed of movement of the closing point (Vpf) is P * ω * n = Vpf, the speed of movement of the closing point (6) may be slower at the exit than at the entry.

Fonctionnement :Operation:

  • la vitesse de rotation est plus rapide à l'entrée qu'à la sortie et par conséquent la vitesse d'avancement du point de fermeture (6) est plus lente à la sortie qu'à l'entrée,the speed of rotation is faster at the input than at the output and therefore the forward speed of the closing point (6) is slower at the output than at the input,
  • le pas du rotor (8) peut être plus petit à la sortie qu'à l'entrée et par conséquent, la vitesse d'avancement du point de fermeture (6) peut être plus rapide à l'entrée qu'à la sortie.the pitch of the rotor (8) may be smaller at the output than at the inlet and therefore the forward speed of the closing point (6) may be faster at the input than at the output.
  • le pas de rotor (8) de l'entrée peut être choisi en fonction de la vitesse de fluide à l'entrée pour une vitesse de rotation donnée. La différence d'énergie cinétique du fluide traversant la turbine peut être utilisée par la turbine pour transmettre un mouvement aux arbres des rotors (12).the rotor pitch (8) of the input can be selected according to the fluid velocity at the input for a given rotational speed. The kinetic energy difference of the fluid passing through the turbine may be used by the turbine to transmit motion to the rotor shafts (12).
Utilisationuse

La turbine peut décélérer le fluide dans la turbine et peut transformer l'énergie du fluide en énergie mécanique, et peut diminuer la vitesse de déplacement du fluide.The turbine can decelerate the fluid in the turbine and can transform the fluid energy into mechanical energy, and can decrease the speed of fluid movement.

Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine en hélice (voir figures 1 et 6).According to a particular embodiment that we will call turbine propeller (see Figures 1 and 6). Structure et disposition :Structure and layout:

  • les fils de rotor (4) peuvent être des hélices à pas fixe,the rotor wires (4) can be fixed pitch propellers,
  • la chambre fermée (7) dans la turbine peut avoir un volume constant,the closed chamber (7) in the turbine may have a constant volume,
  • la longueur de la turbine peut être supérieure au pas du rotor (8) divisé par le nombre de fils de rotor (5) par rotor (1).the length of the turbine may be greater than the pitch of the rotor (8) divided by the number of rotor wires (5) per rotor (1).
FonctionnementOperation

Les rotors (1) peuvent être entraînés par un dispositif d'orientation des rotors (14) (par exemple un engrenage) qui maintient l'orientation des rotors (1) et fait tourner chaque rotor (1) à la même vitesse.The rotors (1) can be driven by a rotors orientation device (14) (eg a gear) which maintains the orientation of the rotors (1) and rotates each rotor (1) at the same speed.

Les fils des rotors (5) se rejoignent en un point de fermeture (6) à l'amont de la turbine. Ce point peut se déplacer à l'intérieur de la turbine ouvrant un espace où le fluide entre. Un deuxième point de fermeture (6) peut apparaître à l'amont de la turbine enfermant le fluide dans une chambre fermée (7). Lors de la rotation la chambre (7) fermée entre les rotors peut ne pas varier de volume. Le point de fermeture (6) peut atteindre l'aval de la turbine et s'ouvrir en libérant le fluide qui peut être poussé vers l'aval par le deuxième point de fermeture (6) se rapprochant de l'aval de la turbine.The son of the rotors (5) meet at a closing point (6) upstream of the turbine. This point can move inside the turbine opening a space where the fluid enters. A second closing point (6) may appear upstream of the turbine enclosing the fluid in a closed chamber (7). During rotation the chamber (7) closed between the rotors may not vary in volume. The closing point (6) can reach downstream of the turbine and open by releasing the fluid that can be pushed downstream by the second closing point (6) approaching the downstream of the turbine.

Utilisationuse

La turbine peut être utilisée pour turbiner un fluide incompressible car le volume des chambres fermées (7) ne varie pas en volume lors de la rotation des rotors (1). La turbine peut servir à déplacer un fluide ou des objets de petites tailles à la manière d'une vis d'Archimède.The turbine may be used for turbining an incompressible fluid because the volume of the closed chambers (7) does not vary in volume during rotation of the rotors (1). The turbine can be used to move a fluid or small objects in the manner of an Archimedean screw.

Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine à un point de fermeture.According to a particular embodiment that we will call turbine to a point of closure. Structure et disposition :Structure and layout:

  • la chambre fermée (7) dans la turbine peut avoir un volume constant.the closed chamber (7) in the turbine may have a constant volume.
  • la longueur de la turbine peut être égale à la distance entre deux points de fermeture (6),the length of the turbine may be equal to the distance between two closing points (6),
  • lors de la rotation des rotors l'apparition d'un point de fermeture à l'entrée de la turbine peut être instantanément suivie de la disparition du deuxième point de fermeture à la sortie de la turbine,during rotation of the rotors the appearance of a closing point at the inlet of the turbine can be instantly followed by the disappearance of the second closing point at the outlet of the turbine,
  • la longueur du rotor peut être égale au pas du rotor (8) divisé par le nombre de fils de rotor n, cela correspond à un angle de torsion du fil du rotor (5) de 2π/n, en effet lors de la rotation chaque fil du rotor (5) peut passer devant l'axe de la turbine (3).the length of the rotor may be equal to the pitch of the rotor (8) divided by the number of rotor wires n, this corresponds to a torsion angle of the rotor wire (5) of 2π / n, in effect during the rotation each rotor wire (5) can pass in front of the axis of the turbine (3).

Soit pour une turbine à trois rotors dont les rotors (1) ont trois fils de rotor (5) l'angle de torsion est égal à 2π/3 et pour une turbine à quatre rotors dont les rotors (1) ont deux fils de rotor (5) l'angle de torsion est égal à π de manière générale cela correspond à un angle de torsion de 2π/n. (n : nombre de fil de rotor par rotor).Either for a three-rotor turbine whose rotors (1) have three rotor wires (5) the torsion angle is equal to 2π / 3 and for a four-rotor turbine whose rotors (1) have two rotor wires (5) the torsion angle is equal to π in general, which corresponds to a torsion angle of 2π / n. (n: number of rotor wires per rotor).

Fonctionnement et utilisationOperation and use

La turbine peut être utilisée pour turbiner un fluide incompressible car le volume des chambres fermées (7) ne varie pas lors de la rotation des rotors (1). Le volume qui n'apparaît que ponctuellement entre deux points de fermeture (6) ne varie pas. La turbine peut servir à déplacer un fluide à la manière d'une pompe volumétrique. La turbine peut servir à utiliser les forces vives du fluide et à transmettre le mouvement au moyen des arbres des rotors (12).The turbine can be used for turbining an incompressible fluid because the volume of the closed chambers (7) does not vary during rotation of the rotors (1). The volume that appears only punctually between two closing points (6) does not vary. The turbine can be used to move a fluid in the manner of a positive displacement pump. The turbine can be used to utilize the live forces of the fluid and to transmit the motion by means of the rotor shafts (12).

L'utilisation des rotors dans les eaux naturels est possible car le contact du fil du rotor sur la surface des autres rotors permet d'éliminer les éléments adhérent à la surface du rotor (par exemple, coquillage, algues) d'autre part le fluide aura tendance à gicler entre le fil du rotor et la surface du rotor entraînant les éléments adhérent à la surface du rotor.The use of rotors in natural waters is possible because the contact of the rotor wire on the surface of the other rotors makes it possible to eliminate the elements adhering to the surface of the rotor (for example, shellfish, algae) on the other hand the fluid will tend to squirt between the rotor wire and the rotor surface causing the elements adhering to the rotor surface.

Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine de compressionAccording to a particular embodiment that we will call compression turbine

Pour toute les turbines, il est possible de choisir un rapport de pas de rotor Pe/Ps et pour les turbines avec variateur entre turbine, Il est aussi possible de choisir un rapport des vitesse de rotation ωe/ωs>1 ou un rapport de distance entre les axes de rotors de la première turbine à l'entrée et de la deuxième turbine à la sortie De/Ds>1 telle que la turbine soit une turbine de compression.For all the turbines, it is possible to choose a Pe / Ps rotor pitch ratio and for turbines with turbine variator. It is also possible to choose a speed ratio ωe / ωs> 1 or a distance ratio. between the rotor axes of the first turbine at the inlet and the second turbine at the outlet De / Ds> 1 such that the turbine is a compression turbine.

Il est aussi possible de mettre derrière une turbine d'entrée à quatre rotors une turbine de sortie à trois rotors. Car le volume de la chambre (7) entre deux points de fermeture multipliée par le nombre de fils de rotor est égal à la capacité de la turbine à débiter par tour. La turbine à quatre rotors a
une plus grande capacité que la turbine à trois rotors.It is also possible to put behind a four-rotor inlet turbine a three-rotor output turbine. Because the volume of the chamber (7) between two closure points multiplied by the number of rotor wires is equal the capacity of the turbine to be cut per turn. The four-rotor turbine has
a larger capacity than the three rotor turbine.

Structure et dispositionStructure and layout

Le rapport est choisi tel que (ωs *Ps* Ds2)(ωe*Pe*De2). Le débit volumique entrant (Qe) est supérieur au débit volumique sortant (Qs). Equation valable pour des pas de rotor (8) constant à l'entrée et à la sortie de la turbine, et pour des turbines du même type.The ratio is chosen such that (ωs * Ps * Ds 2 ) (ωe * Pe * Of 2 ). The incoming flow rate (Qe) is greater than the outgoing volume flow rate (Qs). Equation valid for constant rotor pitch (8) at the inlet and outlet of the turbine, and for turbines of the same type.

FonctionnementOperation

Lors de la rotation des rotors (1), le volume traversant la turbine peut être diminué. La turbine peut compresser un fluide compressible dans la turbine car le volume de fluide entrant dans la chambre (7) est enfermé entre deux points de fermeture (6) et le volume de la chambre (7) est diminué par la turbine augmentant ainsi la pression du fluide.During the rotation of the rotors (1), the volume passing through the turbine can be decreased. The turbine can compress a compressible fluid in the turbine because the volume of fluid entering the chamber (7) is enclosed between two closing points (6) and the volume of the chamber (7) is reduced by the turbine thus increasing the pressure fluid.

Utilisationuse

La turbine peut comprimer le fluide traversant la turbine. La turbine peut comprimer un fluide et peut augmenter la température du fluide traversant la turbine. La turbine peut comprimer un fluide tout en modifiant la vitesse du fluide.The turbine can compress the fluid passing through the turbine. The turbine can compress a fluid and can increase the temperature of the fluid passing through the turbine. The turbine can compress a fluid while changing the fluid velocity.

Selon un mode particulier de réalisation que nous appellerons turbine de détente Structure et disposition According to a particular embodiment that we will call relaxation turbine Structure and layout

Pour toute les turbines, il est possible de choisir un rapport Pe/Ps et pour les turbines avec variateur entre turbine, Il est aussi possible de choisir un rapport des vitesses de rotation ωe/ωs<1 ou un rapport de distance entre les axes de rotors de la première turbine à l'entrée et de la deuxième turbine à la sortie De/Ds<1 telle que la turbine soit une turbine de détente.For all the turbines, it is possible to choose a ratio Pe / Ps and for the turbines with variator between turbine, It is also possible to choose a ratio of the speeds of rotation ωe / ωs <1 or a ratio of distance between the axes of rotors of the first turbine at the inlet and the second turbine at the outlet De / Ds <1 such that the turbine is an expansion turbine.

La longueur des rotors (1) est telle qu'il y a toujours au moins un point de fermeture (6). Le volume de la chambre (7) dans la turbine entre deux points de fermeture (6) à l'entrée peut être plus volumineux à l'entrée que le volume de la chambre (7) entre deux points de fermeture (6) à la sortie tel que:The length of the rotors (1) is such that there is always at least one closing point (6). The volume of the chamber (7) in the turbine between two closing points (6) at the inlet may be larger at the inlet than the volume of the chamber (7) between two closure points (6) at the inlet. output such as:

Les rapports (Pe/Ps, ωe/ωs, De/Ds) sont choisis pour que ωs* Ps* Ds2>ωe *Pe*De2. Le débit volumique entrant (Qe) est inférieur au débit volumique sortant (Qs). Equation valable pour des pas de rotor (8) constant à l'entrée et à la sortie de la turbine, et des turbines du même type.The ratios (Pe / Ps, ωe / ωs, De / Ds) are chosen so that ωs * Ps * Ds 2 > ωe * Pe * De 2 . The incoming volume flow rate (Qe) is less than the outgoing volume flow rate (Qs). Equation valid for rotor pitch (8) constant at the inlet and outlet of the turbine, and turbines of the same type.

FonctionnementOperation

Lors de la rotation des rotors (1), le volume traversant la turbine peut être augmenté.During rotation of the rotors (1), the volume passing through the turbine can be increased.

La turbine peut détendre un fluide compressible dans la turbine car le volume de fluide entrant dans la turbine est enfermé dans une chambre (7) entre deux points de fermeture (6) et le volume est augmenté par la turbine diminuant ainsi la pression du fluide.The turbine can relax a compressible fluid in the turbine because the volume of fluid entering the turbine is enclosed in a chamber (7) between two closing points (6) and the volume is increased by the turbine thus decreasing the pressure of the fluid.

Utilisationuse

La turbine peut détendre le fluide dans la turbine et peut transformer l'énergie du fluide en énergie mécanique. La turbine peut détendre un fluide et peut diminuer la température du fluide traversant la turbine. La turbine peut détendre un fluide et modifier la vitesse du fluide.The turbine can relax the fluid in the turbine and can transform the fluid energy into mechanical energy. The turbine can relax a fluid and can decrease the temperature of the fluid passing through the turbine. The turbine can relax a fluid and change the fluid velocity.

Selon un mode particulier de réalisation qui ressemble à un moteur thermique à combustion interne (voir figure 13):According to a particular embodiment which resembles an internal combustion engine (see FIG. 13): Structure disposition et fonctionnement lors de la rotation des rotors:Structure layout and operation when rotating rotors:

  • l'ouverture des soupapes pour l'admission de l'air l'admission de l'air dans un moteur à combustion classique peut être remplacée par le déplacement du point de fermeture à l'intérieur de la turbine,the opening of the valves for the admission of air the admission of air in a conventional combustion engine may be replaced by the displacement of the closing point inside the turbine,
  • la fermeture des soupapes peut être remplacée par l'apparition d'un deuxième point de fermeture,the closure of the valves can be replaced by the appearance of a second closing point,
  • la compression par déplacement du piston peut être remplacée par la diminution du volume de la chambre fermé (7) entre les rotors (1) par diminution du pas des rotors (8),compression by displacement of the piston can be replaced by decreasing the volume of the closed chamber (7) between the rotors (1) by decreasing the pitch of the rotors (8),
  • la détente par déplacement du piston peut être remplacée par la augmentation du volume de la chambre fermé (7) entre les rotors (1) par augmentation du pas des rotors (8),the expansion by displacement of the piston can be replaced by increasing the volume of the closed chamber (7) between the rotors (1) by increasing the pitch of the rotors (8),
  • l'évacuation des gaz par ouverture des soupapes peut être remplacée par la disparition du point de fermeture en sortie de turbine le volume de la chambre (7) diminuant par rapprochement du point de fermeture de la sortie de la turbine.the evacuation of gases by opening the valves can be replaced by the disappearance of the closing point at the turbine outlet the volume of the chamber (7) decreasing by approximation of the closing point of the outlet of the turbine.
Utilisationuse

La turbine peut être utilisée comme un moteur essence ou diesel. La transmission directe des efforts par les rotors (1) permet de limiter les pertes dues aux frottements. La multiplicité des tâches effectuées par les rotors (1) ouverture, fermeture, compression, détente, transmission des efforts mécaniques peut permettre de diminuer le nombre de pièces, et peut être le poids et le coût de fabrication du moteur.The turbine can be used as a gasoline or diesel engine. The direct transmission of the forces by the rotors (1) makes it possible to limit the losses due to friction. The multiplicity of tasks performed by the rotors (1) opening, closing, compression, expansion, transmission of mechanical forces can reduce the number of parts, and can be the weight and cost of manufacturing the engine.

Selon un mode particulier de réalisation qui ressemble à un turboréacteur (voir figure 14 :According to a particular embodiment that looks like a turbojet engine (see FIG. 14: Structure disposition et fonctionnementStructure layout and operation

Le turbocompresseur du turboréacteur peut être remplacé par une turbine de compression. La chambre de combustion annulaire peut être remplacée par une chambre de combustion sans noyau central.The turbocharger of the turbojet can be replaced by a compression turbine. The annular combustion chamber can be replaced by a combustion chamber without central core.

La turbine à gaz de détente des fluides brûlés peut être remplacée par une turbine de détente. L'arbre de transmission des efforts mécaniques entre la turbine de compression et la turbine peut être remplacée par un dispositif de transmission des efforts mécaniques (11) avec variateur des vitesses de rotation entre deux turbines. Un arbre (12) peut transmettre les efforts mécaniques pour une utilisation extérieure au besoin de la turbine. Cet arbre (12) peut être utilisé pour alimenter un générateur de courant ou pour transmettre de l'énergie mécanique.The gas turbine for the expansion of burned fluids can be replaced by an expansion turbine. The transmission shaft of the mechanical forces between the compression turbine and the turbine can be replaced by a mechanical force transmission device (11) with variator rotational speeds between two turbines. A shaft (12) can transmit mechanical forces for outdoor use as needed by the turbine. This shaft (12) can be used to power a current generator or to transmit mechanical energy.

Les entrées et les sorties de turbine peuvent être profilées.The turbine inlets and outlets can be profiled.

La turbine de compression peut être reliée à la turbine de détente par un dispositif de transmission des efforts mécaniques (11), permettant de modifier le rapport de vitesse de rotation ωe/ωs de la turbine de compression et de la turbine de détente.The compression turbine can be connected to the expansion turbine by a mechanical force transmission device (11), for modifying the rotational speed ratio ωe / ωs of the compression turbine and the expansion turbine.

Utilisationuse

Ce type de réalisation à trois avantages tout d'abord les rotors (1) sont massifs, dans le sens de déplacement du fluide, et donc moins fragiles par exemple vis a vis des volatiles. D'autre part la vitesse dans la turbine dépend du pas des rotors (1) et donc de la longueur et de la vitesse de rotation ainsi que du nombre de fils de rotor par rotor, il est donc possible avec des turbines longues d'atteindre des vitesses importantes. Il est donc possible d'utiliser cette turbine en tant que turboréacteur.This type of embodiment has three advantages first of all the rotors (1) are massive in the direction of displacement of the fluid, and therefore less fragile for example vis-à-vis the volatile. On the other hand the speed in the turbine depends on the pitch of the rotors (1) and therefore on the length and speed of rotation and the number of rotor wires per rotor, so it is possible with long turbines to reach high speeds. It is therefore possible to use this turbine as a turbojet engine.

Il est aussi possible d'utiliser ce type de turbine en tant que moteur à combustion car la chambre de combustion (13) est dégagée permettant de réaliser plus facilement des opérations d'injection, d'allumage. La chambre de combustion (13) étanche peut être grande afin d'être utilisée pour le stockage de gaz comprimé ou le traitement des gaz à chaud. D'autre part le dispositif de transmission des efforts mécaniques (11) avec variateur des vitesses de rotation entre deux turbines peut permettre de faire frein moteur et de récupérer l'énergie de ce frein moteur. En effet si l'on impose au compresseur de tourner beaucoup plus vite que la turbine de détente, alors le fluide comprimé va s'accumuler dans la chambre de combustion. L'énergie stockée peut être libérée en utilisant le variateur des vitesses de rotations.It is also possible to use this type of turbine as a combustion engine because the combustion chamber (13) is unobstructed making it easier to perform injection, ignition operations. The sealed combustion chamber (13) can be large to be used for compressed gas storage or hot gas treatment. On the other hand the device for transmitting mechanical forces (11) with variator rotational speeds between two turbines can be used to brake the engine and recover the energy of the engine brake. Indeed, if the compressor is forced to rotate much faster than the expansion turbine, then the compressed fluid will accumulate in the combustion chamber. Stored energy can be released using the speed variator.

Claims (15)

Turbine comprenant plusieurs rotors dont les axes sont parallèles, caractérisée en ce que : la turbine comprend (N) rotors (1) au moins tournant dans le même sens, les axes des rotors (2) sont à égale distance de l'axe de la turbine (3), chaque axe des rotors (2) est à égal distance (dr) de deux axes de rotors, la section des rotors (1) est délimités par 2*n arcs de cercle (4) dont n petit arc de cercle (4) de rayon (r) et n grand arc de cercle de rayon (R) tel que R+r=dr, ces arcs de cercles (4) sont tangents entre eux, et leur angle d'ouverture est de α= π-2π/N, Il y a n arcs de cercle égal à n=π/α soit n=N/(N-2), les rotors (1) sont torsadés, et placés au contact les uns des autres, la ligne regroupant les petits arcs de cercle de rayon r=0 est appelé fil du rotor (5), les rotors (1) sont au contact en un point appelé point de fermeture (6), de part et d'autre du point de fermeture (6) deux volumes distincts sont délimités par les rotors (1), lors de la rotation des rotors le volume entre les rotors (1) augmente à l'amont de la turbine et le volume entre les rotors (1) à l'aval diminue, le fluide est introduit entre les rotors (1).Turbine comprising several rotors whose axes are parallel, characterized in that : the turbine comprises (N) rotors (1) at least rotating in the same direction, the axes of the rotors (2) are equidistant from the axis of the turbine (3), each axis of the rotors (2) is equal distance (dr) from two axes of rotors, the section of the rotors (1) is delimited by 2 * n arcs of circle (4) of which n small arc (4) of radius (r) and n large arc of radius (R) such that R + r = dr, these arcs of circles (4) are tangent to each other, and their opening angle is α = π -2π / N, There y an arcs of circle equal to n = π / α is n = N / (N-2), the rotors (1) are twisted, and placed in contact with each other, the line gathering the small arcs of radius r = 0 is called the rotor wire (5), the rotors (1) are in contact at a point called the closing point (6), on both sides of the closing point (6) two distinct volumes are delimited by the rotors (1), during the rotatio n of the rotors the volume between the rotors (1) increases upstream of the turbine and the volume between the rotors (1) downstream decreases, the fluid is introduced between the rotors (1). La turbine selon la revendication 1 caractérisée en ce que : la turbine a trois rotors (1), trois fils de rotor (5) par rotor en forme d'hélice à pas variable, lors de la rotation des rotors (1) le point de fermeture (6) parcourt toute la longueur du fil du rotor (1).The turbine according to claim 1, characterized in that : the turbine has three rotors (1), three rotor wires (5) per rotor with a variable pitch helix, during rotation of the rotors (1) the closure (6) runs the entire length of the rotor wire (1). Turbine selon la revendication 1 caractérisée en ce que: la turbine a quatre rotors (1), deux fils de rotor (5) par rotor en forme d'hélice à pas variable, lors de la rotation des rotors, le point de fermeture (6) parcourt toute la longueur du fil du rotor (1).Turbine according to Claim 1, characterized in that : the turbine has four rotors (1), two rotor wires (5) per rotor with a variable pitch helix, during rotation of the rotors, the closing point (6 ) runs the full length of the rotor wire (1). Turbine selon la revendication 1 ou 2 ou 3 caractérisée en ce que: à l'entrée de la turbine et à la sortie de la turbine, le rotor (1) a une section circulaire au contact de la partie fixe de la turbine, le petit arc de cercle a un rayon de r=R, puis le rayon (r) du petit arc de cercle est graduellement varié de r=R à r=0, lors de la rotation des rotors (1), les rotors (1) restent en contact les uns des autres et sont profilés à l'entrée et à la sortie.Turbine according to Claim 1 or 2 or 3, characterized in that : at the inlet of the turbine and at the outlet of the turbine, the rotor (1) has a circular section in contact with the fixed part of the turbine, the small arc of circle has a radius of r = R, then the radius (r) of the small arc of a circle is gradually varied from r = R to r = 0, during rotation of the rotors (1), the rotors (1) remain in contact with each other and are profiled at the entrance and the exit. Turbines selon la revendication 2 ou 3 ou 4 caractérisée en ce que: deux turbines ont 2N-2 rotors, deux rotors sont communs aux deux turbines.Turbines according to claim 2 or 3 or 4 characterized in that : two turbines have 2N-2 rotors, two rotors are common to both turbines. Turbine fonctionnant par couplage mécanique de turbines selon les revendications 2 ou 3 ou 4 ou 5 caractérisée en ce que: une turbine d'entrée dont le pas des rotors (8) (Pe) et la distance (De) entre les axes des rotors (2) proche et une turbine de sortie dont le pas des rotors (8) (Ps) et la distance (Ds) entre les axes des rotors (2) proches ces deux turbines sont couplées mécaniquement par un dispositif de transmission des efforts mécaniques (11) transmettant la vitesse de rotation des rotors de la turbine d'entrée (ωe) aux rotors de la turbine de sortie en modifiant la vitesse de rotation, suivant la vitesse de rotation de sortie (ωs) choisi par l'utilisateur la turbine peut réduire le volume ou augmenter le volume traversant la turbine.Turbine operating by mechanical coupling of turbines according to claims 2 or 3 or 4 or 5 characterized in that : an inlet turbine whose pitch of the rotors (8) (Pe) and the distance (De) between the axes of the rotors ( 2) and an output turbine whose pitch of the rotors (8) (Ps) and the distance (Ds) between the axes of the rotors (2) close to these two turbines are mechanically coupled by a mechanical force transmission device (11). ) transmitting the rotational speed of the inlet turbine rotors (ωe) to the rotors of the output turbine by changing the rotational speed, depending on the output rotational speed (ωs) selected by the user the turbine can reduce the volume or increase the volume passing through the turbine. Utilisation de la turbine selon la revendication 1 ou 2 ou 3 ou 4 ou 5 ou 6 pour transformer les énergies du fluide caractérisée en ce que: la turbine déplace le fluide dans le sens du déplacement du point de fermeture (6), la turbine interagit avec le fluide par pression à la surface des rotors sur le fluide.Use of the turbine according to claim 1 or 2 or 3 or 4 or 5 or 6 to transform the fluid energies characterized in that : the turbine displaces the fluid in the direction of the displacement of the closing point (6), the turbine interacts with the fluid by pressure on the surface of the rotors on the fluid. Utilisation de la turbine selon la revendication 7 de la turbine selon la revendication 2 ou 3 ou 4 ou 5 ou 6 caractérisée en ce que: le pas du rotor (8) (P) multiplié par la vitesse de rotation (ω) multiplié par le nombre de fil de rotor (n) est égal à la vitesse de déplacement du point de fermeture (Vpf) soit P*ω*n=Vpf, et la vitesse de déplacement du point de fermeture (6) est plus rapide à la sortie qu'à l'entrée, la turbine est utilisée pour accélérer le fluide.Use of the turbine according to claim 7 of the turbine according to claim 2 or 3 or 4 or 5 or 6 characterized in that : the pitch of the rotor (8) (P) multiplied by the speed of rotation (ω) multiplied by the the number of rotor wires (n) is equal to the closing point (Vpf) displacement speed P * ω * n = Vpf, and the closing point (6) displacement speed is faster at the exit than At the inlet, the turbine is used to accelerate the fluid. Utilisation de la turbine selon la revendication 7 de la turbine selon la revendication 2 ou 3 ou 4 ou 5 ou 6 caractérisée en ce que: le pas du rotor (8) (P) multiplié par la vitesse de rotation (ω) multiplié par le nombre de fil de rotor (n) est égal à la vitesse de déplacement du point de fermeture (Vpf) soit P*ω*n=Vpf, la vitesse de déplacement du point de fermeture (6) est plus lente à la sortie qu'à l'entrée, la turbine est utilisée pour décélérer le fluide et transformer l'énergie du fluide en énergie mécanique.Use of the turbine according to claim 7 of the turbine according to claim 2 or 3 or 4 or 5 or 6 characterized in that : the pitch of the rotor (8) (P) multiplied by the speed of rotation (ω) multiplied by the number of rotor wire (n) is equal to the closing point displacement speed (Vpf) ie P * ω * n = Vpf, the closing point (6) moving speed is slower at the exit than at the exit at the inlet, the turbine is used to decelerate the fluid and transform the energy of the fluid into mechanical energy. Utilisation selon la revendication 7 de la turbine selon la revendication 2 ou 3 ou 4 ou 5 caractérisée en ce que: les fils de rotor (5) sont des hélices à pas fixe, la longueur des rotors (1) est supérieure au pas du rotor (8) divisé par le nombre de fils de rotor(5) par rotor (1), lors de la rotation des rotors, la chambre fermée (7) entre les rotors (1) dans la turbine ne varie pas en volume, la turbine est utilisée pour turbiner un fluide incompressible.Use according to claim 7 of the turbine according to claim 2 or 3 or 4 or 5 characterized in that : the rotor son (5) are fixed pitch propellers, the length of the rotors (1) is greater than the pitch of the rotor (8) divided by the number of rotor wires (5) per rotor (1), during rotation of the rotors, the closed chamber (7) between the rotors (1) in the turbine does not vary in volume, the turbine is used to turbinate an incompressible fluid. Utilisation selon la revendication 7 ou 8 ou 9 de la turbine caractérisée en ce que : la longueur des rotors (1) est égale à la distance entre deux points de fermeture (6), lors de la rotation des rotors (1) l'apparition d'un point de fermeture (6) à l'entrée de la turbine créant une chambre fermée est instantanément suivie de la disparition du deuxième point de fermeture à la sortie de la turbine, la turbine est utilisée pour turbiner un fluide incompressible car le volume des chambres fermées (7) ne varie pas lors de la rotation des rotors (1).Use according to claim 7 or 8 or 9 of the turbine characterized in that : the length of the rotors (1) is equal to the distance between two closing points (6), during rotation of the rotors (1) the appearance a closing point (6) at the inlet of the turbine creating a closed chamber is instantly followed by the disappearance of the second closing point at the outlet of the turbine, the turbine is used to turbinate an incompressible fluid because the volume closed chambers (7) do not change when rotating the rotors (1). Utilisation selon la revendication 7 ou 8 ou 9 de la turbine caractérisée en ce que: le débit entrant (Qe) est supérieur au débit sortant (Qs), Qe>Qs, soit ωe*Pe*De2>ωs*Ps*Ds2, la turbine comprime le fluide traversant la turbine.Use according to claim 7 or 8 or 9 of the turbine characterized in that : the inflow (Qe) is greater than the outflow (Qs), Qe> Qs, ie ωe * Pe * De 2 > ωs * Ps * Ds 2 , the turbine compresses the fluid passing through the turbine. Utilisation selon la revendication 7 ou 8 ou 9 de la turbine caractérisée en ce que: le débit sortant est supérieur au débit entrant, Qe<Qs soit ωe*Pe*De2<ωs*Ps*Ds2, la turbine détend le fluide dans la turbine et transforme l'énergie du fluide en énergie mécanique.Use according to claim 7 or 8 or 9 of the turbine characterized in that : the outflow is greater than the inflow, Qe <Qs is ωe * Pe * 2 <ωs * Ps * Ds 2 , the turbine relaxes the fluid in the turbine and transforms the energy of the fluid into mechanical energy. Utilisation en tant que moteur thermique à combustion interne d'une turbine de compression selon la revendication 12 et d'une turbine de détente selon la revendication 13 caractérisée en ce que : l'ouverture des soupapes pour l'admission de l'air dans un moteur à combustion classique est remplacée par le déplacement du point de fermeture (6) à l'intérieur de la turbine lors de la rotation des rotors, la fermeture des soupapes est remplacée par l'apparition d'un deuxième point de fermeture (6), la compression par déplacement du piston est remplacée par la diminution du volume de la chambre fermée (7) entre les rotors (1) par diminution du pas des rotors (8), la détente par déplacement du piston est remplacée par l'augmentation du volume de la chambre fermée (7) entre les rotors (1) par augmentation du pas des rotors (8), l'évacuation des gaz par ouverture des soupapes est remplacée par la disparition du point de fermeture en sortie de turbine, le volume de la chambre (7) diminuant par rapprochement du point de fermeture de la sortie de la turbine.Use as an internal combustion engine of a compression turbine according to Claim 12 and an expansion turbine according to Claim 13, characterized in that the opening of the valves for the admission of air into a conventional combustion engine is replaced by the displacement of the closing point (6) inside the turbine during rotation of the rotors, the closure of the valves is replaced by the appearance of a second closing point (6) the displacement compression of the piston is replaced by the reduction of the volume of the closed chamber (7) between the rotors (1) by decreasing the pitch of the rotors (8), the displacement expansion of the piston is replaced by the increase of the volume of the closed chamber (7) between the rotors (1) by increasing the pitch of the rotors (8), the evacuation of gases by opening of the valves is replaced by the disappearance of the closing point at the turbine outlet, the volume of bedroom (7) decreasing by approaching the closing point of the outlet of the turbine. Utilisation en tant que turboréacteur d'une turbine de compression selon la revendication 12 et d'une turbine de détente selon la revendication 13, caractérisée en ce que : la chambre de combustion annulaire est remplacée par une chambre de combustion (13) sans noyau central, la turbine à gaz de détente des fluides brûlés est remplacée par une turbine de détente dont les entrées et sorties des turbines sont profilées selon la revendication 4, la turbine de compression est reliée à la turbine de détente par un dispositif de transmission des efforts mécaniques (11) selon la revendication 6 permettant de modifier le rapport de vitesse de rotation ωe/ωs entre la turbine de compression et la turbine de détente.Use as turbojet engine of a compression turbine according to Claim 12 and an expansion turbine according to Claim 13, characterized in that : the annular combustion chamber is replaced by a combustion chamber (13) without a central core, the expansion gas turbine of the burned fluids is replaced by an expansion turbine whose turbine inlet and outlet are profiled according to claim 4, the compression turbine is connected to the expansion turbine by a mechanical force transmission device (11) according to claim 6 for modifying the rotational speed ratio ωe / ωs between the compression turbine and the expansion turbine.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3265292A (en) 1965-01-13 1966-08-09 Svenska Rotor Maskiner Ab Screw rotor machine
DE2050571A1 (en) * 1970-10-15 1972-04-20 Steingroever, Dietrich, 5300 Bonn Mechanical power machine with rotary piston
US4860705A (en) * 1987-01-20 1989-08-29 General Motors Corporation Positive displacement rotary mechanism
FR2652391A1 (en) * 1989-09-25 1991-03-29 Luere Dominique Multi-rotor pumps and motors
WO2002038918A1 (en) * 2000-11-09 2002-05-16 Eckel, Werner Rotary piston engine
WO2005078269A1 (en) 2004-01-15 2005-08-25 Elthom Enterprises Limited Rotary screw machine of volumetric type for use as an external combustion engine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3265292A (en) 1965-01-13 1966-08-09 Svenska Rotor Maskiner Ab Screw rotor machine
DE2050571A1 (en) * 1970-10-15 1972-04-20 Steingroever, Dietrich, 5300 Bonn Mechanical power machine with rotary piston
US4860705A (en) * 1987-01-20 1989-08-29 General Motors Corporation Positive displacement rotary mechanism
FR2652391A1 (en) * 1989-09-25 1991-03-29 Luere Dominique Multi-rotor pumps and motors
WO2002038918A1 (en) * 2000-11-09 2002-05-16 Eckel, Werner Rotary piston engine
WO2005078269A1 (en) 2004-01-15 2005-08-25 Elthom Enterprises Limited Rotary screw machine of volumetric type for use as an external combustion engine

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