Brevet FR2557920A1 — publié le 19850712

La présente invention concerne un perfectionnement apporté aux turbomachines sans aubages fixes décrites et revendiquées par BREVETS FRANCAIS nO 82.21689 et nO 83.15365 Le texte contient aussi un développement théorique important sur les phénomènes fluidiques existant en général dans 1' univers et et particuliérement dans les turbomachines Le perfectionnement selon l'invention concerne la partie axiale et/ou hélicocentrifuge et/ou hélicocentripète des turbomachines de compression et/ou de détente objets des brevets français ci-devant cités. Il est bien connu que les compresseurs axiaux et les pompes axiales classiques ont une capacité de débit pratiquement illimitée, mais le rapport de pression obtenu est loin d'egaler celui des turbomachines radiales. Cette faiblesse provient essentiellement de l'impossibilité de réaliser dans les turbomachines axiales classiques l'équilibre radial dans un large domaine de fonctionnement allant des faibles debits jusqu'aux grands débits,les molécules de fluide au rayon extérieur échangeant plus d'énergie que les molécules de fluide au rayon intérieur. Il est de ce fait impossible de réaliser dans les turbomachines axiales classiques,un transfert d'energie à taux constant pour tous les filets fluides,qu'ils soient situes à la périphérie de la roue ou prés du moyeu,sauf bien entendu au point de fonctionnement nominal. La présente invention apporte un remède à cet état de fait. Le dispositif mécanique selon l'invention est basé sur 1' utilí- sation d'un aubage mobile constitué d'une grille d'aubes telle que décrite dans sa généralité et revendiquée par BREVETS FRANCAIS ne82.21689 et nO 83.15365,caractérisé en ce que,le nombre de demialternances du squelette est plus grand pour les filets fluides se déplaçant au rayon intérieur que pour les filets fluides se déplaçant au rayon extérieur,les squelettes intermédiaires étant progressivement raccordés entre eux de manière à constituer une surface régulière. Le dispositif selon 1 invention est caractérisé par son utilisation dans les turbomachines sans aubages fixes dans leur/s partie/s à prédominance axiale,y compris les turbopompes biphasiques de relavement du pétrole dans les puits de pétrole. Il est bien sur possible d'employer le dispositif mécanique selon l'invention,si l'on veut, dans les machines classiques avec aubages fixes. De ce fait,le dispositif mécanique est caractérisé par son utilisation dans les turbomachines avec aubages fixes dans leur/s partie/s à prédominance axiale, y compris les turbopompes biphasiques de relévement du pétrole dans les puits de pétrole. L'idée inventive est celle-ci: Puisque dans un aubage axial tel que décrit par BREVETS FRANCAIS nO 82.21689 et n0 83.15365, l'éner- gie echangée dans l'aubage est directement proportionnelle au nombre d'alternances du profil, il suffit qu' il y ait plus d'alternances du profil vers le moyeu que vers 1' extrémité de pale pour que 1' énergie échangée dans un plan frontal de déplacement du fluide soit plus étale. A titre d'exemple,pour un rapport de moyeu de 0,707 ,il en faut deux fois plus et pour un rapport de moyeu de 0,577 , il en faut trois fois plus. Ce perfectionnement aux turbomachines est important car il améliore la capacité de tenue au décrochage des aubages mobiles en géneral. Bien entendu,il est implicite pour ce brevet comme pour les brevets précités,que les bords d'attaque et les bords de fuite de l'aubage pourront être profilés comme dans les machines classiques, que ces aubages pourront avoir les mêmes avantages technologiques que les machines classique si nécéssaire,nageoires,talons,refroidis- sement des aubages chauds par les techniques courantes,emploi d'aubes monocristallines ou à cristallisation orientée,etc, sans qu'il soit besoin de le revendiquer plus avant, car ceci constitue des technologies maintenant courantes dans les turbomachines en général. Comme il a été suggéré à 1' auteur du présent brevet de préciser comment fonctionnent des turbomachines paradoxales comme celles décrites ici,et bien que l'état de la technique actuelle ainsi que les descriptions des brevets précités suffisent à expliquer leur fonctionnement,il est précisé ici même que ces turbomachines paradoxales obéissent au paradoxe de PAUL BERGERON. Ce paradoxe s'appuie sur l'expErience,et l'expérience sur 1 'irré- versibilité des phénomènes aérodynamiques. Grace à cette irréversibilité,la caractéristique Enthalpie/débit volume du fluide est la somme de ( N+1 ) droites d' EULER, N étant le nombre d'alternances du profil. S'il était nécéssaire d'apporter une preuve,dans notre monde difficile,du caractère inventif de cette invention,et des possibilités inventives de l'auteur du présent brevet,il est dévoilé ici de nouvelles relations physiques liéesà la théorie des turbomachines. Il est important de lier ces relations avec la nouvelle turbomachine selon l'invention,car il y a meme idée inventive,et les travaux de l'auteur sont issus d'une recherche continue sur une théorie de 1' Univers,considéré comme une vaste turbomachine ,et,sur l'origine de la relation bien connue,reliant vitesse V et température T Vx # V = Cpx#T (En valeurs positives) C Capacité calorifique à pression constante L'auteur du présent brevet a écrit ou # 1 / 1 = V x #7 / c 1, longueur. c , Vitesse de la lumière. Il a écrit, en utilisant la relation ci-dessus &alpha;, coefficient de dilatation des corps. Soit ,la première relation : &alpha; = Cp /c p La lumière ne serait,dans cette hypothèse,qu'un phénomène de dilatation particulier de la matière. De même, # m / m = V x #V / c = Cp x # T /c2 m, masse. Soit encore la seconde relation : # m x c2 = m x C x # T = h x # 9, fréquence . h , constante de PLANCK Transportant la premiere relation dans le domaine des métaux, l'auteur du présent brevet a écrit la troisième relation suivante : &alpha; = Cp / a a, vitesse de propagation des ondes. Ce n'est pas terminé. 2 Considérant la relation : 3x( 1 - 2 ou ) # a = E E, module d' YOUNG . s , masse volumique . 6, coefficient de POISSON. on peut écrire la quatrième relation suivante Ce E = 3( 1 - 2 2 # ) x 5 x c p Cette quatrième relation semble à 1' auteur vérifiée pour une trentaine de metaux,compte tenu de l'imprécision de certaines constantes physiques,le coefficient de POISSON notamment. Cette quatrième relation rend crédible les relations précédentes, en particulier la seconde qui permet de retrouver l'hypothèse d' EINSTEIN-HASENbHRL sur la masse du photon et la masse de l'énergie. La quatrième relation est encore valable pour les gaz , à condi- tion d'utiliser la cinquième relation suivante: 3x x ( 1 - 2 r ) = 1 rapport des chaleurs massiques à pression constante et à température constante. Gaz et solides obéiraient aux memes lois Même la conductibilité thermique trouve sa place dans les turbomachines par la sixième relation suivante ss = K x i x a x S x C ,coefficient de conductibilité i,dimension de la maille du solide K,coefficient de DELPLANQUE ,caractéristique du matériau. Pour les métaux purs ,on peut établir un classement par ordre décroissant de K : Ag - Au - Cu - V - Cd - Ca - Mg Fe - Al - W - Pb - etc Si tout ce développement est écrit ici dans un brevet concernant les turbomachines telles qu'inventées par l'auteur,c 'est que celui-ci a trouvé une parenté entre les phénomènes physiques existant dans les turbomachines en général ,et les phénomènes curieux de l'Univers et de la matière. De BROGLIE disait que l'on ne sait,en physique, qu' établir des rapports entre les choses .Ce développement n'est que cela. Et ilest issu de la culture scientifique des siècles préeédents,et, notamment des traités sur le CALORIQUE. REVENDICATIONS 1 - Dispositif mécanique de compression d'un fluide ou de détente d'un fluide basé sur l'utilisation d'un aubage mobile constitué d'une grille d'aubes formant un ensemble homogène, telle que le squelette des aubes dessine des lignes régulières, pouvant être discontinues, à inflexion/s de courbure et à courbures alternées permettant de réaliser la fonction de compression ou de détente sans avoir besoin ou nécessité de faire appel pour cela à des aubages fixes, présentant. ou ne présentant pas une /ou des interruption/s comme des jeux entre des tronçons d'aubes successifs d'une même ligne d'aube, placée/s ou/et non placées au voisinage des zones d'inversion de cambrure, réparties identiquement ou/et non identiquement le long des lignes d'aube de rang pair ou/et impair de l'tubage mobile pour former à titre d'exemple un aubage mobile homogène composé de tronçons d'aubes en quinconces imbriqués ou/et non imbriquées) comportant un nombre de demi-alternances de la ligne d'aube (prises au sens large sans idée de symétrie obligatoire) vues pat le fuide entre la partie antérieure de l'aubage mobile et la partie postérieure de l'aubage mobile impair supérieur à 3 ou/et pair, présentant pour l'aube ou les aubes la/les plus antérieure/s (ou partie de de l'aube/des aubes la/les plus antérieure/s) le squelette' cambré dans le sens de la vitesse d'entratnement du rotor ou/et en sens contraire de la vitesse d'entraînement du rotor, la dite grille d'aubes caractérisée en ce que le nombre de demi-alternitnces du squelette; des aubes est plus grand pour les filets fluides se déplaçant au rayon intérieur que pour lea.filets fluides se déplaçant au rayon extérieur, les squelettes intermédiaires étant progressivement raccordés entre eux de manière à constituer une surface régulière. 2 - Dispositif mécanique suivant revendication 1 caractérisé par son utilisation dans les turbomachlnes sans aubages fixes dans leur/s partie/s à prédominance axiale, y compris les turbopompes biphasiques de relévement du pétrole dans les puits de pétrole 3 - Dispositif mécanique suivant revendication 1 caractérisé par son utilisation dans les turbomachines avec aubages fixes dans leur/s partiels à prédominance axiale, y compris les turbopompes biphasiques de relèvement du pétrole dans les puits de pétrole.