Brevet FR2263397A1 — publié le 19751003

La présente invention intéresse l'hydraulique consistant à produire une force énergétique par l'application de l'hydrostatique Jde l'hydrodynamique , da l'hydropneumatique et des turbines motrices Dans des dispositifs oonnus de ce genre , un chenal canalise un cours d'eau vers les augets d'une roue entraînant un mécanisme fai sant tourner des machines . on connait autres dispositifs dont des captages et des barrages sont nécessaires afin de retenir une grande capacité de M3 d'eau pouvant avoir des inconvénients , tributaires de l'état du sol , des variations du temps et des saisons occasionnant des inondations détériorant les installations et pouvant créer des catastrophes par la rupture des ouvrages Le dispositif suivant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui ci en effet ,il est possible de produire une puissance énergétique par la création d'un moteur d'une force hydraulique mo- trios puissante utilisable en tous lieux, dans les industries , dans tous les véhicules de transport et dans toutes installations mécanique Le dispositif , objet de l'invention , comporte un réservoir étanche dans lequel un liquide est miss sous pression statique d'un ga: comprimé qui s'écoule par le bas du réservoir en circuit autonome .La cana- lisation d'alimentation est formée d'un coude, d'un tronc de cane se terminant par un robinet vissé sur la collecteur d'alimentation de l'accélérateur centrifugeur hydraulique composait d'un rotor comportant des roues formées d'une turbine centripète motrice et d'une turbine accélératrice montées sur le marne axe et renfermées dans stator multicellulaire .Des diffuseurs transforment la vitesse cinétique du liquide en haute pression dynamique dont le dernier dirige dans le collecteur de refoulement conique et de son ajutage vissé sur un obturateur automatique à bille@@t sur un coude de refoulement raccordé au propluseur hydraulique également terminé par un ajutage vissé sur la chape renfermant la génératrice en haut du réservoir . La génératrice est vissée sur l'axe moteur fixé dans un tube étanche rempli de graisse maintenu par deux roulements & billes entre les deux fonds L'eztrémité de l'axe moteur traverse le centre du fnnd inférieur et transmet la puissance énergètique hydromécanique aux appareils dac- souplement . Le réservoir comporte un trou de remplissage , un bou ohon avec soupape de sécurité , une valve de compression , une valve de dépression , Un graisseur et un manomètre de pression * Il peut être partiellement complété par des batteries avec rechargeurs , un compresseur et un système automatique fluidique ou éléctronique . La mise en charge consiste @ à verser le liquide dans le réservoir e z compresser le gaz pour le débit nominal des ajutages vérification faite au manomètre de pression statique , à vérifier l'étanchéité , à réaliser le vide ou la dépression entre les robinets d'alimentation et la bille de l'obturateur automatique en ouvrant le robinet de purge ensuite' le fermer dès que la dépression et constatée Le m@se en marche consiste : à ouvrir les robinets d'alimentation alternativement pour éviter les démarrages brutaux@de la génératrice. Les manoeuvres peuvent se faire la main ou par manette d'un système automatique , Fonctionnement t à l'ouverture d'un robinet d'alimentation le liquide circule en pression dynsmique dans le collecteur d'alimentation et se contracte dans les ajutages de la première couronne la puissant ce de propulsion et de pénétration des jets entratne les aubes de la première turbine centripète motrice dans un mouvement rapide de rotation mécanique . La force de pénétration des jets pousse le liquide qui se contracte entre les aubes en forme de tuyère de la turbine ac célératrice ou le liquide sort avec une grande vitesse e@@transmettant une réaction dans le sens de rotation du rotor ( principe du tourni quet hydraulique ) .Les extrémités des aubes poussent le liquide rapidement dans les diffuseurs où sa vitesse cinétique se transforme en pression dynamique dans le collecteur de refoulement * Le liquide se contracte de nouveau dans les ajutages de la deuxième série et agi s- sant comme-la série précédente' avec la même puissance hydraulique et d'accélération mécanique .La dernière turbine centrifuge accéléra- trice précipite le liquide dans le dernier diffuseur et dans le collecteur de refoulement conique où il arrive avec une forte pression dynamique sous la bille de 12obturateur qui pousse le gaz comprimé Le liquide en haute pression dynamique continue à repousser le gaz comprimé en se contractant dans le propulseur hydraulique et laju- tage forme un jet de la totalité du debit de la première couronne d'ajutages avec une puissance de propulsion et de force de pénétra- tion en tenant compte des pertes évaluées par un coéficient de rendement mécanique en ajoutant la résistance de la pression statique du gas coraprimé . Le jet avec sa force de propulsion restante entraîne les aubes de la génératrice dans un mouvement de rotation rapide proportionnellement a la vitesse de l'écoulement du liquide dès sa sortie de soa orifice . Après son action hydromécanique sur les aubes le liquide par le phénomène de la gravitation suivant également lo sens de rotation de la génératrice de son collecteur et de sa tur bine centrifuge de fuite tombe vers la masse liquide en bas du r6- servoir et le niveau se stabilise lorsque tous les accélérateurs ont le robinet d'alimentation ouvert * pour augmenter la puissance il suffira de comprimer le gaz dans le réservoir de ce fait le mo teur hydropneumatique centrifugeur à turbines a une souplesse de changement de régime L'arrêt du moteur s'obtient en fermant les robinets d'alimentations ou en dépressant le gaz du réservoir jusqu'à ce que le manomètre de pression marque zéro 5 Au cas ou les accéasoires automatiques se raient inutilisables , le ga peut être compressé au moyen d'une pompe à main , type servant à gonfler les gros pneus @Cette manoevre est un gage de sécurité en cas de panne loin d1un centre urbain * Le nombre des accélérateurs centrifugeurs hydrauliques et le diamètre de l'orifice des ajutages avec la pression statique du gaz comprimé dans le réservoir , définissent la puissance motrice en CV du moteur hydropneumatique centrifugeur à turbines O Le rendement mécanique est formulé par : M = TU + TN . TM = puissance hydraulique restante des propulseurs hydrauliques agissant sur la génératrice TU = force motrice disponible à la piece d'accouplement de l'arbre de transmission . TN = force nuisibles et pertes généralisées dans un coéficient du rendement hydromécanique des turbines . Le rendement en valeur hydromécanique de la turbine centripète motrice est de 0@ 80 et de la turbine centrifuge accélératrice est de 0,75, le coéficient est égal à 0,80 x 0,75 = 0,6 . Le débit nominal d'un ajutage en litres seconde est résolu en multipliant 0,0035 par le carré du diamètre de l'orifice en millimètres et par la racine carrée de la pression en mètres (0,0035xD2x#Mètres) La puissance du moteur en C.V. à la seconde s'obtient par Q = Débit En M3H ;P = pression dynamique restante en bars; 27 27 = valeur de 75 kg élevé à un mètre en une seconde La vitesse de rotation des turbines en tours seconde s'obtient en divieant la vitesse d'écoulement du liquide du propulseur en mètres seconde par la longueur de la circonférence de la turbine en mètres et multiplier le quotient par 0,6 Exemple t Trouver la puissance d'un moteur en C.V , composé de 32 accélérateurs centrifugeurs hydrauliques de 10 série de turbines, dont le diamètre des ajutages a 50 millimètres et une pression sta- tique de 2 bars ; puis compressée à 10 bars ? Debit d'un ajutage enlitres seconde 0,0035 X 50 X 50 87,5 litres . Nombre d'ajutages 6 X 32 = 192 ajutages .Debit des 192 ajutages en litres seconde 87,5 X 192 = 16.800 litres . Debit des 192 ajutages en M3H 16.800 X 3,6 = 60.480 M3H . Nombre de bars Accélérés en haute pression moins les pertes de charge 10 X 10 X 0,6 = 60 - 10 = 50 pars . Puissance hydraulique en C.V du moteur 60.480 X 50 x 0,6 :/ 27 = 67.2G0 C.V e Le liquide contenu dans le réservoir sera, trois fois le débit en litres seconde dem I92 ajutages I6.800 X 3= 50.400 litres ou 5O M3 . Le réservoir devra avoir une capacité de 50 x 3 :/ 2 = 75 M3 . L'ordre de grandeur du ré servoir sera d'un diamètre de base de 4,4 mètres sur 5 mètres de hauteur environ .Convient à la propulsion des navires de 25.000 EX à une vitesse de 30 noeuds de moyenne Le plus petit moteur est résolu par les calculs de débit des aju tages des premières couronnes des quatre accélérateures dont le dia mètre de l'orifice a 6 millimètres st une pression de 2 à 5 bars * puis comportant 5 cellules renfermant 5 turbines Débit d'un ajutage en litres seconde 0,0035 X 6 X 6 X :/ 20 = 0,563 Nombre d'ajutages 6 x 4 = 24 ajutages . Débit des 24 ajutages en litres seconde 0,563 X 24 = 13, 512 litres . Débit des 24 ajutages en M3H 13 . 512 X 376 = 58 , 64 @@@@ . Nombre de bars accélérés en haute pression , moins les pertes de charge 2 x 5 i 0,6 = 6 - 2 r 4 barq .Puissance hydraulique en C.V du moteur 58,64 X 4 X 0,6 =5 C.V Capacité du liquide dans le réservoir 13,515 13 :/ 2 = 60 litres L'ordre de grandeur du réservoir sera d'un diamètre de base de 50 ce@timètres sur 95 centimètres de hauteur environ . Convient à la traction des véhicules Les dessins annexés illustre , à titre d'exemple , un mode de réalisation du dispositif conforme à la présente invention . Tel qu'il est reprémenté , le dispositif comporte un réservoir cy@- lindrique ligure I , les trous d'alimentation 2 , le fond inférieur 3 , les vis di fond 4 , les coudes d'alimentation 5 f l'écrou 6 du tronc de cône 7 r les robinets d'alimentation 8 w les accélérateurs centrifugeurs hydrauliques 9 , les robinets de vide 10 , l'écrou II du coude de refoulement' I2 t r écrou 13 des propulseurs hydrauliques 14 , la chape cylindrique 15,sa bride de fization 16 et les vis 17 , les trous filtés I8 de l'ajutage des propulseurs hydrauliques , le bouchon avec la soupape de sécurité 19 , la valve de compression 20, la valve de dépression 2I , le fond supérieur 22 j les vis de fixation du @ourtour 23 > le graisseur 24 de l'axe moteur , le graisseur 25 de l'axe du rotor , le tuoe au centre du fond 26 , renfermant l'axe moteur et le roulement à biiles du bas bloquant cet ensemble par un écrou spécial 27 , un écrou bloquant l'engrenage 28 , la figure II représente la coupe du reservoir et du circuit autonome avec l'axe moteur de transmission 30 ; 31 , le roulement a Lilles 32 , le joint d'étanchéite 33 , la bride de fixation du tuDe sur le fond inférieur 34 , et les vis 35 , l'axe 36 , sur lequel est vissée la generatrice 37 , l'ajutage du propulseur hydraulique 38 , la bille 40 de l'obtura- teur , les trous dans le fond supérieur 41 pour le retour du liquide par gravitation , raccord 42 du tuyau 43 de graissage de l'axe moteur et des roulements , Le collecteur d'alimentation 39 de l'accélérateur La figure III represente la coupe du collecteur d'alimentation 44 et l'assemblage du rotor dans le stator de 11 appareil accélérateur cen- trifugeur hydraulique , un des étages malticellulaire 45 , l'étage de haute pression dynamique de refoulement du liquide 46 , couronne des difuseur de refoulement du stator 47 , couronne d'ajutages et des diffuseurs accélérateurs des étages multicellulaires du stator 48 couronne des ajutages d'alimentation du stator 49 , raccord d'alimen- station 50 , trou d'alimentation 51 , obturateur automatique 52 , fil- tages53 de l'écrou II et l'obturateur , trous ae refoulement 54 de l'obturateur , logement 55 de retenue de labille , collecteur de l'o= rifice de refoulement 56 , ecrou de @locage du roulementeet d'étan = cheité 57 , avec trou ae serrage 58 , Les Figures IV , V , VI , VII et VIII représentent les coupes du stator , du rotor , ae la turbine centripete motrice , sa roue et la turoine accelératrice sur lesquelles l'orifice de refoulement 59 , le Logement des ecrous 60 du rotor et du roulement 61 ,logement de la bague et de joint d'etanchéite 62 , collecteur de reidulement des étages multicelluiaires 63 , logement du rotor a turbines multicellulaires 64 , logement dela Dague du joint d'étanchéite 65 , du roulement 66 , du raccord 67 de la couronne des ajutages d'alimentotion , raccord d'etancheite du roulement et du collecteur d'alimentation 68 , trou de graissage du rotor 69 , vis de blocage du stator 70 et 71 , Roue 72 de a centripète motrice 73 et de turbine centrifuge acceleratrice 74 , collecteur a l'interieur 75 axe au rotor 76 , trou de graissage 77 , bague d'etanchè@te du roule ment 78 , roulement s billes 79 et l'ecrou de blocage 80 ,l'autre extrèmite bague d'étaucheite 81 , trou de graissage 82 , roulement à nilles 83 ,et l'ecrou de blocage 84 , les aubes de la turbine centri pètes motrice 85 , les aubes de la turbine centrifuge accéleratrice de la roue 86 , trou d'axe he@agonal de a roue 87 , La figure IX représente la coupe de la génératrice et de son arbre moteur sur lesquels le filtage de l'axe bloque 88 sur la bague 89 , l'écrou du tube 90 bloque le roulement 91 et le logement du Joint 92 , le fil- tage de l'axe 99 permet de bloquer l'accouplement par un écrou 94 , le trou de. raccordement du tuyau de graissage de l'axe et des deux roulemerts 95 , Les Figures 2 g Il , XII et XIII représentent les Coupes des éléments de l'étage multicellulaire avec les trous coniques 96 formant les ajutages dans la couronne d'accélération ,les diffuseurs 97 de l'écoulement du liquide 98 transformant sa vitesse cinétique en pression dynamique plus élevée , les trous des vis de blocage du stator 99 g Les Figures XIV t XV , XVI , XVI , XVII , XV III , XIX et XX représentent les coupes de la génératrice avec les turbines centripète et centrifuge , la chape son bouchon et la val ve spéciale sur lesquels w le trou filté 100 t les trous de passage du gaz comprimé 101 et 102 f l'entrée de l'écoulement du liquide de 103 la turbine centripète , le collecteur de fuite I04 , la turbine centrifuge de gravitation I05 w le logement de la gé@ératrice et la chambre de fuite 106 w le trou de remplissage I07 * le filtrage du bouchon 108 , la soupape de sécurité 109 w l'axe creux dela soupape de sécurité 110 , son ressort III n son écrou et son filtrage de rè- glage 112 ET 113 , le trou d'échappement 114 , filtage de l'ajutage du propulseur hydraulique 115 g aubes de la turbine centripète me trice 116 et les canaux 117 entre les aubas , le collecteur central 118 de la gênératrice , les aubes de la turbine centrifuge 119 for mant les canaux d'accélération 120 de la. fuite du liquide , le piston 121 de la valve de compression avec son bouchon I22 et son filtage I23 , le cylindre 124 avec son filtage I25 de fixation , 18 val- ve I26 son ressort 127 et son axe 128 , les trous filtés I29 du pis ton et les trous filtés du cylindrs 130 ; les trous du piston sont obtrués par des vis pour la compression et les trous du oylindre ouverts pour la compression c'est inversé Le Moteur Hydropneumatique Centrifugeur à Turbines peut Stre fa- briqué en grande série en fonderis ou par injection en haute pression dans les industries de matières plastiqués , d'aluminium et de maté riaux ferreux . Il peut être utilisé sur les navires , dans les usi- nes et les mines , pour les centrales électriques , les chemins de fer et tous les véhicules de transport . Il ne peut pas réer de catastro- phe par explosion et a une force motrice hydraulique puissante s manente inépuisable , ne produisant aucun déchet . Il est le moteur idéal contre la pollution de léair et des eaux . R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif permettant de produire une feres énergétique hydraulique à volenté : caractérisé par le fait qu'il comporte un réservoir avec un liquide sous pression d'un gas comprimé, c'écoulant au bas du réservoir en circuit autonome par un coude , tronc de cône , un robinet d'alimentation raccordé à un accélérateur centrifugeur hydraulique raccordé à un obturateur autoratique à bille et à un@coude de refoulement , un propulseur bydraulique terminé d'un ajutage vissé sur la chape renferment la génératrice en haut du réservoir , transmet la puissance mécanique du jet à la génératrice vissés sur un are de l'arbre moteur dans un tube au centre du réservoir , traversant le fond inférieur peur transmettre la force motrice restante . 2. Dispositif selon la revendication I t caractérisé par le fait qu'il comporte un accélérateur centrifugeur hydraulique permettant d'augmenter la pression par l'écoulement au liquide dans les ajutages eréant des jets à propulsion entraînant des roues à deux turbines montées sur le même axe , cloisennées dans un stator multicellulaire 3. Dispositif selon la revendication 1 : caratérisé par le fait qu' il comporte un obturateur automatique à bille et un robinet de vide permettant de faire une décompression dans le stator entre le rebinet d'alimentation fermé et la bille , c'est la seule possibilité de réaliser une accélération du liquide et de transformer sa vitesse cinétique en haute pression dynamique dès l'ouverture d'alimentation . 4. Liepositif selon la revendication 2 : caractérisé par le fait qu'il comporte des ajutases dont la conicité et l'orifice cylindri- que précis permettent le calcul exacte du débit nominal et de déterminer la puissance hydraulique motrice en C.V , par des formules bydrauliques citées dans cours d'hydraulique à l'usage des pompiers . 5. Dispositif selon la revendication 2 : caractérisé par le fait qu'il comporte des roues à deux turbines dont l'une est centripète à action motrise et l'autre est centrifuge à accéleration par réac tion de la v@tesse du liquide dès la sortie des aubes formant des canaux en ferme de tuyère .