Brevet FR2430527A1 — publié le 19800201

Les pompes volumétriques à piston, palettes, engrenages, sont pour la majorité des pompes à amplitude fixe ce qui fait que le débit est proportionnel à la vitesse. Certaines pompes existent qui permettent de régler l'amplitude en cours de fonctionnement. Le besoin de pompes à débit croissant avec le cube de la vitesse est récent, dans les éoliennes tout particulièrement où la puissance disponible est elle-même proportionnelle au cube de la vitesse du vent. L'objet de la présente invention est de réaliser sans asservissement extérieur des pompes à amplitude proportionnelle au carré de la vitesse de rotation. Le principe consiste à soumettre le piston ou le cylindre à la force centrifuge-due à la vitesse de rotation de façon à obtenir une augmentation de la cylindre proportionnelle au carré de la vitesse. Ce même effet peut naturellement être obtenu par la colonne de fluide alimentant le cylindre dans la mesure où le refoulement se fait sur un diamètre égal ou supérieur au diamètre auquel se fait l'admission. Dans ce cas on combine un effet de pompe centrifuge avec celui d'une pompe volumétrique. Les figures 1 et 2 de la planche 1 donnent à titre indicatif un mode de réalisation de l'invention sur lequel le principe est décrit. Les figures 3 et 4 de la planche 2 montrent l'application du principe à une machine éolienne. Les cylindres 1 représentés sur les figures 1 et 2 sous la forme de membranes élastiques sont disposés en étoile sur un bâti X tournant sur son axe 3 dans les paliers 4. Ce même bâti tournant & ommat; porte des roulettes 5 fixées sur la partie mobile des cylindres et maintenues par des bras 6 fixés au bâti. Ces bras ont pour but de compenser les efforts tangentiels dus au moment et dsimposer une contrainte radiale sur le cylindre par les ressorts 7 . Les roulettes & ommat; sont en contact avec une piste fixe ncessairsment au point mort bas (PMB) et suivant la vitesse périphérique en un point de la piste entre PMB et PMH. La piste est maintenue par un- châssis 9 fixe. Des canalisations 8 d-'admission 11 de refoulement sont connec- tées à l'axe 3 qui forme deux chambres distinctes 12 et 6 munies de clapets 14 15 , l'ensemble tournant. Le fluide est admis et refoule au travers de joints tournant 16 17 aux deux extrémités de l'axe. L'entrainement des parties tournantes est réalisé-par une poulie montre montée sur laxe et capable de transmettre un couple moteur. A vitesse nulle tous les cylindres 1 sont précontraints par le bras et le ressort 7 dans la position comprimée. Dès que la rotation commence, d'une part les masses de la tête du cylindre de la roulette et du bras sont centrifugées avec une force mw2r, pour une vitesse angulaire w, et une masse totale moyenne m située sur un rayon r. Cette force est équilibrée par la tension du ressort 7 : plus w est grand et plus l'amplitude du mouvement du cylindre est grande elle est proportionnelle 2 à w .Il faut ajouter que si le fluide est présent la colonne de fluide dans la canalisation d'admission vient encore ajouter une force centri 2 fuge proportionnelle à w2 dus à la pression. Ce principe est utilisé dans les systèmes à membrane déformable comme représenté sur la planche 2 appliqué à une éolienne, dans une variante de réalisation. On constate que le mécanisme décrit produit une amplitude des cylindres provoquée par la force centrifuge, le point mort haut PNH étant atteint quand la force centrifuge équilibre la force du ressort. Le travail d'admission est fourni par le couple moteur du fait de la disposition des canalisations, le travail de compression est fourni par le couple sur l'arbre qui force les roulettes 5 contre la piste Le cas d'uns éolienne est particulièrement bien adapté à ce genre de construction réalisé par exemple comme l'indique la planche 2. Les cylindres 8 représentés figures 3 et 4 sont constitués par des tuyauteries en toile caoutchoutée flexible mais relativement inextensible. Ils sont fixes sur la jante 19 de l'éolienne. Ces cylindres sont soumis à la force centrifuge et le fluide exerce une pression proportionnelle au carré de la vitesse périphérique, ils sont précontraints par les lames de ressort 7' . Les roulettes 20 sont montées sur des bâtis fixes sur une couronne 8 concentrique à l'hélice Les cylindres 8 sont reliés par les canalisations &commat; et aux chambres d'admission 6 et d'échappement 6 respectivement. Les canalisations radiales servent à porter les pales 8 formant l'éolien- ne ainsi que la jante . La couronne 21 est maintenue par des haubans 0 reliés à la partie fixe de la pivoterie REVENDICATIONS 1.- Une pompe volumétrique constituée dun ou plusieurs cylindres et pistons soumis à une force centrifuge par rotation de l'ensemble autour d'un axe, le piston étant forcé vers l'extérieur par la force centrifuge équilibrée par un ressort et ramené vers le centre par les secteurs d'une came disposés autour du centre de rotation, les canalisations dtadmission et d'échappement reliant le cylindre à des étan- chéités tournantes situes sur l'axe de rotation. 2.- Pompe volumétrique selon la revendication (1), chaque cylindre étant constitué d'une membrane plastique disposée radialement et équipée sur la face extérieure dune roulette maintenus par un bras et un ressort de rappel, et roulant sur des secteurs d'une came fixe. 3.- Pompe volumétrique selon la revendication (1), chaque cylindre étant constitué d'une enveloppe flexible non extensible disposée sur une jante tournant autour d'un axe et recouverte sur sa face extérieure par une lame métallique tendue entre deux points de la jante, des roulettes disposées en secteur sur une couronne fixe concentrique à la jante formant la came.