Brevet FR2527287A1 — publié le 19831125

La présente invention a pour objet un frein hydrodymanique comportant un rotor et un stator montés dans un bâti de frein fixe muni de raccords permettant la transmission d'une pression, les positions relatives du rotor et du stator étant variables. I1 est bien connu qu'on peut faire appel à de tels freins hydrodynamiques comme convertisseurs d'énergie en les couplant à des échangeurs de chaleur pour l'exploitation d'éoliennes. Dans ce cas, il est nécessaire d'adapter la courbe caractéristique du couple de rotation du frein hydrodynamique à la courbe caractéristique du couple de rotation de la machine motrice, notamment de l'éolienne. Un tel ajustement peut se faire, de façon bien connue, par modification du taux de remplissage. Cette modification du taux de remplissage présente cependant l'inconvénient dans les cas cités d'applications sur des systèmes fermés, que ce réglage est difficile. Avec la surpression existant normalement dans Ae tels systèmes fermés, on ne peut pas régler le frein. On sait, d'autre part, modifier la caractéristique du couple de rotation à l'aide d'obturateurs intercalés entre rotor et stator. Ces obturateurs présentent l'inconvénient d'être plaqués contre le stator par les efforts de pression s'exerçant au sein du frein hydronamique. Ces efforts d'application sont difficilement maitrisables. D'autre part, les dispositions constructives qui en résultent sont relativement onéreuses. Un autre moyen connu en soi pour influencer la caractéristique du couple de rotation est de modifier la distance axiale existant entre stator et rotor au sein d'un même corps de frein. Pour ajuster ce que l'on appelle facteur K du frein hydrodynamique, à la machine motrice (éolienne), il faut cependant disposer d'une course de réglage relativement importante. L'invention se donne pour but de réaliser un frein hydrodynamique du type ci-dessus décrit, qui permettra, par les moyens les plus simples et avec les dimensionnements constructifs les plus réduits possible, d'obtenir une modification importante de la caractéristique du couple de rotation. La présente invention résoud le problème au moyen d'un dispositif permettant de déplacer radicalement le stator par rapport au rotor. Un tel déplacement peut se faire de la façon la plus simple. Une disposition constructive très avantageuse consiste, par exemple, à fixer le stator sur un axe excentrique, cet axe étant monté sur palier à l'intérieur du bâti de façon excentrée par rapport au rotor, mais de telle manière que stator et rotor soient alignés dans une position donnée. L'axe du stator se déplace radialement par rapport au rotor par simple rotation de cet axe. I1 s'avère avantayeux de faire en sorte que la course de réglage radial maximale soit sensiblement égale à la hauteur d'aube. C'est la raison pour laquelle, dans l'exemple de réalisation de l'invention le plus interessant, l'axe du rotor est fixé sur le stator avec un excentrique égal à la moitié de la hauteur radiale de l'aube et en même temps avec un excentrique de la même nature par rapport au bâti. En faisant tourner le stator de 1800, on obtient un déplacement radial du stator égal à la hauteur d'aube. I1 peut s'avérer souhaitable, dans certains cas, notamment pour des raisons de fabrication d'utiliser les mêmes aubes pour le stator que pour le rotor présentant un moyen de fixation sur l'axe. Dans ce cas et conformément à une autre solution de disposition constructive, ou fixe le stator sur le tenon d'une manivelle dont le palier sera excentré par rapport à l'axe du rotor. Dans le cas préconisé d'une utilisation du frein hydrodynamique conforme à l'invention sur une éolienne à ailettes fixes, le frein hydraulique n'est adapté qu'une seule fois à l'éolienne. Dans ce cas, il est intéressant de monter le palier du stator de façon réglable radialement dans des glissières rectilignes et d'effectuer, par exemple, ce reglage à l'aide de vis. Une fois le réglage effectué on serre les vis et le stator reste dans la position fixée une fois pour toutes. Par ailleurs, le frein hydrodynamique, conforme à l'invention, est adapté à d'autres applications stationnaires ainsi qu'à des véhicules. Dans ce dernier cas d'application, on procède à un déplacement excentrique du stator pour éviter les pertes par ventilation lorsque le frein est hors service et vidé de son contenu. La présente invention sera mieux comprise et des détails en relevant apparaitront à la description qui va être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures de la planche annexée, dans laquelle - la fig.l est un schéma de frein hydrodynamique en coupe avec une position relative des stator et rotor définie par l'invention comme étant optimale, - la fig.2 représente le frein de la fig.1 dans une configuration où le couple de rotation aura le comportement le plus uniforme, - la fig.3 est une coupe schématique dans un plan perpendiculaire à l'axe de recouvrement des stator et rotor dans leurs positions respectives de la fig.2, - la fig.4 est un diagramme de l'évolution du couple d'entraînement entre rotor et stator entre leurs positions respectives extrêmes, - la fig.5 est une coupe schématique longitudinale d'une variante de disposition constructive du frein de l'invention, - la fig.6 est une coupe schématique d'une autre variante de disposition constructive de l'invention comportant un stator réglable radialement et de façon rectiligne, fixé dans une position donnée, - la fig.7 est une coupe suivant le plan VII - VII défini à la figure précédente. Sur la fig.l, le stator 7 et le rotor 8 avec son axe de rotor 9 sont montés dans le bâti 6 du frein hydrodynamique. L'axe 10 du stator 7 est monté de façon excentrique par rapport à son axe central 11 avec une excentricité E1. Le remplissage avec du liquide hydraulique se fait à l'aide du conduit 12 de l'axe 10 et du conduit 13. Pour évacuer le liquide hydraulique on utilise la tuyauterie 14 traversant le bati 6. Dans l'exemple représenté, l'axe de stator 10 est déporté de E1 = H/2 par rapport à l'axe du rotor, H étant la hauteur d'aube. L'axe de stator 10 est déporté à nouveau de la même valeur E2 = E1 = H/2 par rapport à l'axe du rotor, H étant la hauteur d'aube. L'axe de stator 10 est déporté à nouveau de la même valeur E2 = E1 = H/2 par rapport à l'axe du rotor au sein du bâti 6. Si, à présent, on tourne l'axe du stator de 1800, on se trouve dans la position représentée en fig.2, dans laquelle rotor et stator sont excentrés au maximum. Cette position est donnée par le schéma 3 représentant une vue axiale. Grâce aux deux excentricités E1 et E2, on obtient un déport de H = E1 + E2. Le diagramme de la fig.4 donne la variation du couple d'entraînement en fonction de la vitesse de rotation. Dans la position relative des stator et rotor conforme à la fig.l on a le comportement optimal du couple d'entraînement selon la courbe 0-1, et dans la position de la fig.2, le comportement du couple d'entraînement devient celui de la courbe plate 0-3. Dans les positions intermédiaires, la courbe représentative se trouve entre ces deux courbes extrê- mes. Le champ caractéristique est limité vers le haut par la ligne 1-2 par le maximum de pression admissible dans le frein hydrodynamique. La ligne 2-3 est déterminée par la vitesse maximale autorisée. Dans la disposition constructive proposée en variante en fig.5, le stator 7 est fixé à une manivelle 15 pouvant tourner d'une valeur d'excentricité E2 par rapport à l'axe de rotor 9 à l'intérieur du bâti 6. Le stator 7 est fixé par son axe au tenon 16 de la manivelle. L'excentricité entre l'axe de la manivelle et l'axe de son tenon est de E1 = E2, E1 et E2 étant encore égaux à la hauteur d'aube H. La conduite d'entrée et de sortie de liquide de pressurisation n'est pas représentée ici et peut etre réalisée exactement comme représentée sur l'exemple de disposition constructive en fig.1. Dans l'exemple de réalisation donné par les fig.6 et 7, le stator 7 est monté de façon réglable sur le bâti 6 au moyen d'une glissière rectiligne de sa face arrière. Une vis de réglage 19, vissée dans une oeillère 18 du bâti 6 est libre en rotation, mais solidaire axialement du stator 7. Par rotation de l'écran à oreilles 20, on peut déplacer le stator de la position d'excentricité maximale 7' représentée en pointillés et le maintenir dans cette position gracie au contre-écrou 21. Cette configuration est particulières aux éoliennes à ailettes fixes pour lesquelles le stator, une fois adapté, n'a plus besoin d'etre réglé. La possibilité de fixer le stator dans une position déterminée dans les configurations des figures 1 à 3 et S existe bien sûr. I1 doit être compris que la portée de la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ou illustrés schématiquement, mais qu'elle s'étend aussi à tout frein hydrodynamique, ou convertisseur d'énergie comportant les caractéristiques générales définies dans le préambule. REVENDICATIONS 1.- Frein hydrodynamique avec rotor et stator montés dans un corps de frein fixe comportant des connections pour mise sous pression, dans lequel la position relative des rotor et stator est réglable et caractérisé par le fait que le stator (7) peut être excentré radialement par rapport au rotor (8) 2.- Frein conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le stator (7) est fixé sur un axe (10) excentré et que l'axe excentré par rapport au rotor (8) peut tourner dans le bâti (6), rotor (8) et stator (7) étant alignés dans une position donnée 3.- Frein conforme aux revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la course de régla ge maximale (E1 + E2) est sensiblement égale à la hauteur (H) de l'aube 4.- Frein conforme à la revendication 3, caractérisé par le fait que l'axe du stator (10) est fixé sur le stator (7) avec une excentricité d'une demi-hauteur d'aube (H) et monté sur palier avec la même excentricité par rapport a l'axe du bâti ; 5.- Frein conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le stator (7) est fixé sur le tenon d'une manivelle (15) 6.- Frein conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que le stator (7) est guidé par une rainure rectiligne (17) permettant un dé placement radial.