Brevet FR2462578A1 — publié le 19810213

La présente invention est relative aux machines élévatrices d'eau ou de tout liquide ; elle est reletive aussi eux machines motrices è partir de chutes d'eau. Elle porte tout particulièrement sur une roue hydraulique, avantageusement è fonctionnement réversible, c'est-è-dire, en pompe ou en moteur, à fort rendement. La présente invention a pour objet une roue hydraulique mobile en rotation sur un axe sensiblement horizontal caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une auge formant un conduit ouvert è ses deux extrémités pour constituer une entrée et une sortie d'eau, monté solidaire dudit axe au niveau de l'une de ses extrémités, dite première extrémité, et replié autour dudit axe en présentant une section croissant de manière sensiblement régulière de ladite première ex trématé b la deuxième extrémité. Salon une autre caractéristique de l'invention, chaque auge est formée per deux flasques solidaires dudit axe et par deux plaques rectangulaires en- roulées en hélice autour dudit axe, dites plaques intérieure et extérieure, et dont les bords longitudinaux de chacune sont fixés sur leur longueur sur lesdites flasques. Selon une autre caractéristique de l'invention, la roue comportant plusieurs auges, ces auges sont montées deux par deux au m8me niveau la long dudit axe ou sont montées décalées l'une par rapport à l'autre le long dudit axe. Salon une caractéristique supplémentaire de la roue hydraulique à plusieurs auges, la plaque extérieure appartenant à au moins l'une des auges constitue également la plaqua intérieurs appartenant à au moins l'une des autres auges. D'autres caractéristiques et les avantages de la présente invention apparateront au coure de le description d'un mode préféré de réalisation choisi à titre d'exemple et illustré dans le dessin zi-ennexé dans lequel : . la figura i est une vue de dessus d'une roue hydraulique selon l'invention . la figure 2 est une vue en coupe selon le ligne I-I de le figure 1. La roue hydraulique illustrée dans les figures i et 2 du dessin comporte deux flasques 1 et 2, ici verticales et deux plaques rectangulaires 3 et 4 an- roulées hélicoidalament entre les flasques autour d'un axe horizontal 5. Chacune des flasques est percée d'une découpe circulaire 6 coaxiale avec l'axe 5. Cet axe horizontal 5, ici de diamètre plus faible que celui de chaque découpe 6, et lesdites flasques sont rendues solidaires, au moyen de croisillons tels que 7 fixée sur ledit axe et sur les bords de chaque découpe. Les deux plaques rectangulaires 3 et 4, montées entre las flesques ont chacune leurs deux borde longitudinaux fixés sur lesdites flasques.Ces plaques rectangulaires 3 et 4 solidaires des flaques ont la forme de deux hélices partiellement enchevê- triées : deux premières extrémités appartenant à chacune d'elles respectivement, aboutissent de manière serisibîsment diamétralement opposée sur les bords de chaque découpa, les deuxièmes extrémités de ces hélices respectivement sont également sensiblement diamétralement opposés mais distantes de manière equi- valente des bords de chaque découpe. Ces plaques 3 et 4 et les flasques 1 et 2 définissent entre dés deux auges ou deux conduits repliés en hélice autour de l'axe 5, les plaques étant alors dites plaque intérieure et extérieure pour chaque conduit ou auge, la plaque extérieure de l'une des auges constituant sur au moins une portion le plaque intérieure de l'autre auge. Ces conduits sont ouverts à leurs deux extrémités pour constituer une entre et une sortie d'eau ; ils sont montés, en opposition l'un par rapport à l'autre, solidaires dudit axe au niveau de l'une de leurs extrémités dite première extrémité correspondant à la première extrémité de l'hélice. Dans la réalisation illustrée, les deux auges définies par les plaquee et les flasques sont montées eu mbme niveau la long de l'axe 5. Bien que non illustrée, le roue hydraulique pourra comporter plusieurs groupes de deux auges se succédant le long de l'axe du tube, les flasques intérieures de la roue étant alors avantageusement communes respectivement à deux groupas d'auges adjacents. Avantageusement, pour un fonctionnement an pompe de la roue hydraulique, ainsi qu'il sera expliqué ci-après, la plaque extérieure de chaque conduit ou auge présente, à la deuxième extrémité, une portion terminale 8 semi-cylindrique sur l'axe horizohtal 5. Ainsi qu'illustrée, également, la roue hydraulique comporte deux guides tubulaires 9 et 10 coaxiaux avec ledit axe 5 pour les sorties d'eau. Ces guides, de section correspondant à chaque découpe 6 des flasques, sont fixés sur les flasques, chacun sur les bords de le découpe de chaque flasque. Cette roue hydraulique est de fonctionnement réversible : antrainée selon la flèche F1 par un aoyen d'entraînement, non illustré, couplé à l'axe 5, elle fonctionne an pompe ; équipant des chutes d'eau, elle est entraînée en rotation selon la flèche F2 et développe une énergie mécanique disponible sur l'axe, alla fonctionne en moteur ou génératrice. Lorsque le roue fonctionna an pompe, l'axe 5 étant alors entraîné, les ouvertures extérieures des auges de la roue vont pénétrer l'une après l'autre dans l'eau dont le niveau est indiqué par un niveau Ni. L'ouverture qui pénètre dans lteau sous le niveau N1 ceptura un volume d'eau fonction des dimensions de cette ouverture et de sa pénétration en dessous de ce niveau N1, cette pénétration dans l'eau s'effectuant pratiquement sans effort lorsque la portion terminale extérieure de cette ouverture set semi-cylindriqua. Ce volume capté monte, par la rotation de la roue, jusqu'à l'ouverture intérieure de cette auge pour être évacués, à un niveau haut N2, à travers les découpas 6 des flasques et les guides tubulaires de sortis 9 et 10 d'ou elle est dirigée vers une utilisation. Cette roue hydraulique fonctionnant en pompe assura le relevage d'eau avec de forts débits pour un relevage à relativement faible hauteur. Elle est donc perticulièrement adaptée à être utilisée notamment dans des stations d'épuration, de lagunage, d'alimentation de canaux d'irrigation, de recyclage d'eau par exemple an pisciculture. Tourent lentement, cette pompe présente un excellent rendement. A titre d'exemple, une roue hydraulique à deux auges, de hauteur totale voisine de 1 m 20, dont les flasques sont distantes l'un de l'autre de i m, antraînée an rotation à une vitesse de 12 t/mn permet l'élévation de 300 m3/h à une hauteur de O m 60. Lorsque la roue hydraulique fonctionne an moteur, elle équipa alors une basse chute d'eau, l'eau pénétrant par les guides tubulaires 9 et 10, située à un niveau indiqué N2, coule par les conduits constitués par les plaquas 3 et 4 et les flasques 1 et 2, en assurant l'entraînement an rotation selon la flèche F2 de la roue. L'axe horizontal 5 est donc alors un axe moteur. La présente invention a été décrite an regard du mode de réalisation illustré donné à titra d'exemple. I1 est évident que l'on peut, sans sortir du cadre de cette invention, y apporter des modifications de détail et ou y remplacer certaine éléments par d'autres équivalents. A titre indicatif, on précise que les auges disposées an un ou plusieurs groupes de deux auges chacun au même niveau le long de l'axe S peuvent, an variante (non illustrée) être disposées d6 des entre elles le long decetaxe, chaque auge étant toujours montée an opposition par rapport à l'auge ou aux deux auges adjacentes. On indiqua également que l'axe 5 peut être creux et de dimension sensiblement égale à celle de chaque découpe 6 et être alors directement fixé sur les bords de chaque découpe, cet axe constitue alors les guides de sortie d'eau. L'axe peut également ne déborder que d'un seul caté de la roue et la roue ne comporte qu'un seul des tubes de sortie d'eau, dans ce dernier cas, la flasque non équipée de tubs de sortie d'eau aure une découpe de dimension de l'axe. Dans tous las cas, les divers éléments constituant cette roue sont tous solidaires entre eux et avec l'axe horizontal et forme un ensemble mobile en rotation globalement REVENDICATIONS 1/ Roue hydraulique mobile en rotation sur un axe horizontal caractérisée an ce qu'alle comporte au moins une auge verticale formant un conduit ouvert à ses deux extrémités pour constituer une entrée et une sortie d'eau, monté solidaire dudit axa au niveau de l'une de sas extrémités, dite première extrémité, et replié en hélice autour dudit axe an présentant une section droite-croissant de manière sensiblement igulibre de ladite première extrémité à la deuxième extrémité. 2/ Roue hydraulique selon la revendication 1 et comportant plusieurs auges, caractéris6# en ce que lesdites auges sont montées deux per deux et en opposition l'une par rapport à l'autre au même niveau le long dudit axe. 3/ Roue hydraulique selon la revendication 1 et comportant plusieurs auges, caractérisée an ce que lesdites auges sont décalées antre elles le long dudit axe et montées en opposition l'une par rapport à celle adjacente. 4/ Roue hydraulique selon l'une des revendications i, 2 et 3 caractérisés en ce que chaque auge est formée par deux flasques traversées par ledit axe et montées solidaires dudit axe an rotation et par deux plaques rectangulaires enroulées an hélice autour dudit axa, dites plaques intérieure et extérieure, et dont les deux bords longitudinaux de chacuns d'elles sont fixée respectivement sur lesdites flasques. 5/ Roue hydraulique selon la revendication 4 et comportant plusieurs auges, caractérisée en ce que la plaque extérieure de l'une des auges constitue sur au moins une portion la plaque intérieure d'eu moins l'una des autres auges. 6/ Roue hydraulique selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée an ce que chaque auge présente, à la deuxième extrémité du tube formé, une-portion terminale extérieurs de section an arc de cercle par rapport audit axe. 7/ Roue hydraulique selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisée en ce qu'elle comporte un guide d'accès d'eau coaxial avec ledit axe monté, an communication avec la première extrémité du tube formé par chaque auge, solidaire dudit axe et d'au moins l'une des flasques.