Brevet FR2227670A1 — publié le 19741122

L'invention vise à réaliser un engin rotatif de transformation d'énergie électrique en énergie d'un fluide sous pression, ou vice versa, qui soit d'une structure plus simple et nlus compacte que celle des groupes de transformation d'énergie classiques formés par la juxtaposition de deux engins distincts, à savoir : un engin électrique rotatif et un engin à fluide sous pression rotatif, reliés l'un à l'autre par un manchon d'accouplement de leurs rotors. De tels engins hydro-électriques rotatifs ont leur raison d'être dans de nombreuses applications, en particulier, pour constituer des électro-pompes compactes et des générateurs de courant continu ou alternatif à partir de l'énergie d'un fluide sous pression. Le groupe hydro-électrique suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il est constitué d'un engin composite unique com- portant un rotor annulaire unique monté entre un stator extérieur et un stator intérieur fixes coaxiaux, l'engin électrique rotatif étant constitué par l'un des stators associé à la partie adjacente du rotor, tandis que ltengin à fluide sous pression est constitué par l'autre stator et la partie du rotor adjacente à cet autre stator, Grace à cette structure particulière, où l'un des deux engins se trouve à l'intérieur de l'autre, et/où le rotor annulaire constitue un organe commun aux deux engins, on obtient finalement un ensemble de transformation d'énergie d'une structure extrêmement compacte.De plus, la circulation du fluide sous pression assure une évacuation d'une partie de la chaleur produite dans l'engin électrique. Pour l'engin à fluide sous pression, on peut utiliser avantageusement un de ceux décrits dans les brevets français 71 01087 et 73 01464 du même inventeur. Ces engins à fluide sous pression de faible volume, à veine fluide de section constante, et à bras de levier constant tout au long d'un tour permettent d'obtenir des ensembles compacts et silencieux. Suivant la fonction envisagée, l'engin électrique pourra être un générateur de courant, continu ou alternatif, ou bien un moteur électrique à courant continu ou alternatif. Dans un mode particulier de réalisation où l'engin à flui de sous pression est disposé à l'interieur de engin électri que, on peut dire que l'encombrement de ltensemble n'est prati- quement pas plus important que celui qu'occuperait Ul1 engin électrique classique seul, car la partie centrale de ce dernier n'est pas indispensable à la constitution du circuit magnétique du rotor et est, par conséquent, disponible pour y loger l'engin à fluide sous pression, à condition évidemment d'évider cette partie centrale en conséquence. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent à titre d'exemple non limitatif, un mode dÛ réalisation d'un groupe hydro-électrique suivant l'invention sous la forme d'une électro-pompe, Sur ces dessins La figure 1 est une coupe longitudinale d'un engin hydroélectrique rotatif suivant l'invention, faite suivant la ligne I-I de la figure 2, et La figure 2 est une coupe transversale suivant la ligne II-II de la figure 1. L'engin représenté sur les figures 1 et 2 se compose dtune carcasse 1 permettant une fixation sur socle et formant, dans sa partie haute, bolAte à bornes 2. Dans cette carcasse est serti un stator 3 formant un circuit magnétique composé de rondelles de tale isolées 4 empilées en un seul paquet et présentant des encoches 5 pour le logement du bobinage 6. C'est le stator d'un alternateur à champ tournant. Dans l'espace interne du stator tubulaire ou stator extérieur 3, tourne un ensemble rotor annulaire 7 supporté par deux roulements à billes 8 logés dans des flasques-paliers 9 fixés à la carcasse 1. La partie périphérique 10 de ce rotor est constituée par un ensemble de rondelles de tôles Il présentant des encoches 12 où sont logés des barreaux 13 reliant deux anneaux de court-circuit 14. Les anneaux et les barreaux maintiennent les rondelles de tôle, le tout constituant un ensemble monobloc monté avec serrage sur la partie interne du rotor 7.Le stator3 et la portion périphérique 10 du rotor construite en court-circuit forment ensemble un moteur asynchrone qui fournira l'éner- gie nécessaire au fonctionnement de la partie pompe de engin La portion annulaire interne 15 du rotor est formée de quatre parties 15a, 15b, 15c, 15d assemblées par des tirants 16, elle constitue ltélément rotor d'une pompe zyaraulique .: cloisons tournantes du type décrit dans le brevet 7 Ol Xó4. L'élément stator 17 de la pompe 17 est centré, suivant l'axe de rotation de la partie tournante, par deux brides 18 solidaires des flasques paliers 9, il est immobilisé en rotation par une clavette 19. Le rotor 15 et le stator 17 de la pompe déterminent entreeux une gorge 20 de section constante où peuvent coulisser, d'une manière étanche, quatre pistons 21 solidaires du stator 17 et présentant une section conjuguée de celle de la gorge. Les cloisons mobiles 22, de forme générale cylindrique et logées dans l'élément rotor 15, présentent, au droit oe la gorge, une échancrure 23 permettant le passage des pistons 21 ; elles déterminent sélectivement dans la gorge 20 des chambres de travail du fluide, telles que 24 et 25. Chaque cloison comporte une partie taillée en roue dentée 2d, en prise avec une roue dentée 27 rendue solidaire du stator 17 par une clavette 28 et un écrou 29, por assurer le synchronisme des mouvements des dites cloisons 22 avec le mouvement du rotor 7. Chaque chambre de travail est mise en communication, soit avec un orifice axial d'entrée 30 par des conduits 3t, soit avec un orifice axial de sortie 32 par des conduits 33. Cet engin est particulièrement compact en direction axiale, la partie pompe étant entièrement loge à l'intérieur de la partie formant le moteur électrique. Dans l'engin décrit, le rotor est fait à cage d'écureuil, il pourrait être bobiné, les sorties du bobinage étant reliées a des bagues. L'élément hydraulique de cet ensemble électro-pompe pourrait fonctionner comme moteur s'il était alimenté en fluide sous pression, l'engin décrit serait alors un générateur du courant alternatif. Une telle électro-pompe, peut Entre âvantageusement utilisée par exemple dans une machine outil, car son faible encombrement lui permet autre facilement logée à l'intérieur du bâti de la machine. Bien entendu, l'invention ntest -s limitée au ode de réalisation décrit et représenté, on peut y apporter des modifications suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que l'engin électrique pourrait Qtre de tout autre type et, par exemple, Étre muni de bagues solidaires du rotor et sur lesquelles frotteraient des balais, ou bien encore titre un engin à courant continu muni d'un collecteur et de balais de tout type classique approprié On pourrait aussi adopter la solution inverse, c'est-à-dire disposer l'engin électrique au voisinage de l'axe de l'ensemble, tandis que l'engin hydraulique serait disposé autour de l'engin électrique. REVENDICATIONS 1 - Groupe hydro-électrique comportant un engin électrique rotatif et un engin à fluide sous pression rotatif dont les rotors sont solidaires en rotation l'un de l'autre, caractérisé en ce que les deux rotors sont constitués par un organe annulaire unique monté entre un stator extérieur et un stator intérieur fixes coaxiaux, l'engin électrique rotatif étant constitué par l'un des stators associé à la partie adjacente du rotor, tandis que l'engin à fluide sous pression est constitué par autre stator et la partie du rotor adjacente à cet autre stator. 2 - Groupe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que engin à fluide sous pression est disposé à l'intérieur de de l'en- gin électrique et ses conduits d'entrée et de sortie de fluide sont disposés sur l'axe géométrique de ltensemble. 3 - Groupe suivant les revendications X ou 2, caractérisé en ce qutil est composé d'une carcasse extérieure de forme géné- rale cylindrique ferme par deux flasques circulaires dans les parties centrales desquelles sont montées les deux extrémités du stator intérieur et qui portent des paliers de support du rotor annulaire commun.