Brevet FR2393950A1 — publié le 19790105

La présente invention a pour objet un moteur hy hydraulique basse pression perfectionné, destiné notamment, mais non exclusivement, à travailler en atmosphère explosive, par exemple dans les mines. Dans de telles atmosphères on emploie généralement des moteurs hydrauliques conçus pour de hautes pressions de plus de I00 bars, et pourtant l'on dispose toujours au moins d'une source dteau sous pression relativement basse de 2 15 bars, mais avec un débit de quelques centaines à un millier de litres par minute.Cette eau constitue une source d'énergie que l'on peut utiliser mais les moteurs hydrauliques fonction nant aux basses pressions sont peu nombreux et ne sont en général, que la réduction des turbines hydrauliques mises au point au siècle dernier pour l'exploitation de la houille blanche; ces turbines sont conçues pour transformer des énergies importantes et comportent des organes complexes, par exemple, des aubes de formes compliquées, et un carter avec des aubes directrices, ce qui les rend difficilement réalisables à patite échelle å un prix raisonnable pour des rendements acceptables. La présente invention a pour but de remédier 8 ces inconvénients par la réalisation d'un moteur hydraulique fonctionnant à basse pression en fournissant un couple élevé, de dimensions réduites et d'un prix de revient peu élevé du fait de sa simplicité. Le moteur selon l'invention a été étudié de manière & rSpondre aux critères suivants: - Fonctionner à basse pression, c'est à dire à moins de 20 bars. - Permettre des débits variant de I00 a 2000 litres par minute. - Fournir des couples sastisfaisants à des vitesses de 1500 à 3000 tours par minute. - Permettre l'évacuation dn fluide moteur à une pression suffisante afin de pouvoir utiliser une conduite dtéva- cuation, cette conduite pouvant, évantuellement, être rebranchée sur l'admission d'une pompe génératrice, permettant de réaliser une transmission hydrostatique. - Etre d'une réalisation simple et économique. Le moteur hydraulique selon l'invention est du type turbine à roue tangentielles (on rotor) ainsi nommée par; ce que l'admission de l'eau se fait à sa périphérie; le moteur selon l'invention est caractérisé par sa configuration interne constituée par un "noyan" assurant l'écoulement laminaire du fluide, sans tubaulence, des aubes situées à la périphérie du rotor vers l'orifice de sortie situé perpendiculairement, , sur une face du carter, et par la forme et la disposition desdites aubes de manière à ménager un dégagement central. La disposition des au bes de laturbine et le "noyau" central sont les éléments fondamentaux de ce moteur hydraulique .Ils permettent d'ajouter à Iteffet de turbine du rot or un effet de piston dû à l'action de Ia pression d'injection sur les aubes, au niveau de l'injection Ltinvention sera mieux comprise à la lecture de le description qui suit dtune des réalisations de ltinvention et à l'examen des dessins annexés sur lesquels t ~ la figure 1 est une vue en perspective éclatée du moteur selon l'invention. - la figure 2 est une vue du carter côté entrée dudit moteur. - la figure 3 est une vue du rot or proprement dit. La figure e est une vue du carter côté sor- tie. - la figure 5 est une coupe du moteur hydraulique selon l'invention. - la figure 6-est un schéma de fonctionnement du moteur selon l'invention. - La figure 7 est un schéma montrant une particularité dudit moteur. En se reportant à la figure 1 montrant en vue perspective éclatée une réalisation du moteur hydraulique basse pression selon l'invention on voit qutil est constitué d'un carter 1, portant tangentiellement à sa périférie, un orifice d'in- jection 2; à l'intérieur de ce carter vient se loger un roter 3 portant des aubes 4; l'ensemble est fermé par un flasque 5 por tant un noyau 6 et un orifice de sortie 70 Ces éléments vont être décrits maintenant plus en détail La figure 2 est une vue en élévation avec arraché partiel du carter 1, à la partie supérieure de ce carter et sur sa périphérie est disposé un injecteur 2, constitué d'un tube de section rectangulaire vissé de manière telle qu'il fasse ut certein angle par rapport à l'horizontal. Il assure la mise en configuration du jet de manière que eelui-ci attaque de façon convenable les aubes du rotor. Ce carter comporte un évi dement 8 dans lequel ee logera le rotor 3 et an orifice 9 par lequel sortira l'arbre moteur dudit rotor 3. La figure 3 est une vue en élévation du rotor 3, constitué d'un disque IO, portant à sa périphérie et sur l'une de ses faces des aubes 40 Ces aubes 4 sont inclinées d'un angle déterminé par rapport au rayon du rotor. Ce rotor comporte en outre un arbre 11, sur son autre face. La figure 4 est une vue en élévation du flasque 5. Ce flasque comporte un "noyau1, 6 ensserant l'orifice de sortie 7. Ce noyau 6 d'épaisseur constante, a une forme spira- lée qui est fonction des caractéristiques dérivées du moteur. Afin- que l'écoulement du fluide se fasse sans turbulence on a prévu en I2, un évidement progressif du flasque, vers l'orifice de sortie 7. Sur ce flaeque est prévu un passage annulaire I3 dans lequel se déplaceront les aubes 4 du rotor 70 Une rainure I4 est prévue pour recevoir le bord du carter 1. La figure 5 est une vue en coupe du moteur monté sur laquelle on voit les différents éléments décrits le carter 1, portant l'injecteur 2, dans lequel est disposé le rotor 3 avec ses aubes 4 est fermA par le flasque 5, le noyau 6 venant s'insérer contre le rotor 3, à l'intérieur de la couronne formée par les aubes 4. L'arbre 11 du rotor 3 sort on 9 et peut être accouplé par tout moyen connu à un dispositif quelconque. Bien entendu 11 ensemble est complété par un presse étoupe et des joints d'étanchéité, non représen- tés. Le fonctionnement du moteur selon l'invention est le suivant après branchement sur une canalisation d'eau, par exemple, celle-ci est admise tangentiellement par l'injecteur 2 et vient frapper les aubes 4 du rotor 3. Après être moulés sur ces aubes 4 les filets d'eau ressortent radialement et perpendicu- lairement à l'are de r@tation du roter et en se rapprochant dudit axe après avoir été guidés par la configuration du noyau 6 porté par le flasque 5 vers l'orifice de sortie 7 comme représenté schématiquement sur la figure 6. La disposition des aubes 4 du rotor 7 et du noyau 6 permettent d'ajouter à l'effet turbine de largue un effe#t de piston dû à l'action de la pression d'injec- tion du fluide sur les aubes 4, pression qui est limitée latéra- lement par le carter 1 et le flasque 5 et radialement par la paroi externe du carter l er du noyau central 6, comme représenté schématiquement figure 7. Le moteur selon l'invention peut-être utilisé dans de nombreux domaines ou l'on dispose par exemple d'une sour- ce d'eau à une pression de 2 à 15 bare avec un débit de cent à un millier de litres par minute pour le fonctionnement d'appa- reils aussi divers que des machines travaillant en atmosphère explosive, des appareils ménagers, des matériels marins, des ventilateur pour les mines, des pompes etc. R E V E N D I C A T I O N S I ) Moteur hydraulique basse pression du type trrbine.caraetérisé en ce qu'il est constitué par un carter avec à sa périphérie un orifice d'injection de fluide, par un rotor portant des aubes disposé à l'intérieur dudit carter et un arbre moteur, l'ensemble étant fermé par un flasque portant dune part un noyau venant s'insérer à l'intérieur de la couronne formée par les aubes du rotor, et d'autre part, un orifice de sortie du fluide disposé perpendiculairement à ltaxe d'injection. 2") Moteur hydraulique basse pression du type turbine selon 1 caractérisé par sa configuration interne constituée par un noyau dtune épaisseur constante ayant une forme spiralée ensserant l'orifice de sortie dudit moteur, de manière à assurer l'écoulement du fluide moteur sans turbulence des aubes situées å la périphérie du rotor vers ledit orifice situé perpendiculairement. 3 ) Moteur hydraulique basse pression d@ type turbine selon 1 caractérisé en ce que ltorifice de sortie est combiné avec un évidement progressif du flasque pour éviter les turbulences.