Brevet FR2719083A1 — publié le 19951027

Titre: Système de protection et / ou de brovage pour turbines et! ou propulseurs La présente invention est un système de mise en révolution de tous corps gazeux, liquides ou pateux, homogènes ou hétérogènes, chargés ou pas de matières, de quelque constitution que ce soit. Le but de la présente invention est de proposer un système d'écoulement ou de mise en mouvement, tous azimuts, des matières ou du système avec ses accessoi- res, dans des conditions extrêmes ou désirées. Selon la présente invention, I'"engin' du type, comprenant un ou plusieurs éta- ges de pales fixes ou mobiles, en matières ou matériaux adaptés Les dimensions des étages peuvent être différentes d'un étage à l'autre ainsi que le nombre de pales des réacteurs (hélices, mobiles) ou des redresseurs (hélices fi- xes).De telle sorte que la mise hors service d'une partie de l'ensemble ainsi réa- lisé, permet le maintien dans des conditions toujours satisfaisantes de la propul- sion, de la protection, ou du rendement. L'invention réside en ce que le, ou les redresseurs de flux, ne sont pas obligatoi- rement en nombres pairs ou impairs par étoilement équidistants;ce qui est le cas pour l'"hélice"(les hélices), ou le réacteur(les réacteurs)qui doivent lutter contre le déséquilibre dû à la force centrifuge. De telle sorte que même en cas d'égalité du nombre de pales, fixes ou mobiles, les chocs de destruction(dûs au cisaille- ment) sont différés afin d'éviter le blocage. Le rotor de cisaillement pouvant être de plus entraîné par accouplerment autoblo- quant(limitation d'entraînement), dans le cas de réacteurs d'avions ou autres, pour ne pas entraver le fonctionnement du turbo-réacteur. Détail de principe: (voir planche 1/4-Fig 1). Les distances A B C D etc... ne sont pas identiques pour différer ces cisaille- ments. La combinaison appliquée aux différents étages(redresseurs-rotor de propulsion) permet d'obtenir les résultats escomptés. Variante:associée à une grille auto-nettoyante,l'invention utilisée comme propul- seur nautique donne à l'ensemble une sécurité d'emploi même en eau très char- gée(boues denses,éléments flottants ou immergés,dans les forêts tropicales, zo- nes inondées ou partiellement gelées, etc...) Autres exemples d'utilisation: -comme PROTECTION anti-oiseaux en aviation, ou protection des prqpulseurs exposés des aéroglisseurs, etc...) (voir fig 2). -cornme PROPULSEURS sur engins terrestres amphibies( engins militaires, génie civil, engins de loisirs...) pour passage de rivières, zones inondées ou de débar- quements.. -comme MALAXEURS en eaux usées, décanteurs d'égouts. Toutes applications dans un cadre aspirant et/ou foulant En l'état actuel de la technique, il existe des broyeurs ou des hachoirs qui sont très spécifiques et non adaptables à des propulseurs.De plus conçus pour des ma- tières hétérogènes ils ne sont pas polyvalents(ex:Un tunnelier est efficace en terre, mais inutile dans l'air ou dans I'eau).Les broyeurs adaptés aux turbines hy- drauliques sont peu efficaces dans l'air, de plus les phénomènes de résonances nuisent à leur fiabilité. L'état de la technique peut être défini par'les bierevts suivants. -le brevet FR-A-713134 décrit un broyeur sur pompe mais destiné au pompage des fluides, et non à la propulsion de la machine sur laquelle il est installé.De plus le broyeur n'est pas intégré aux pales de propulsion. En aucun cas il ne constitue un 'hydojet'.11 n'est pas à proprement parlé propul- sif. -le brevet GB-A-587407 décrit un dispositif qui n'est pas un broyeur mais un sys- tème tranchant, fixé sur un arbre d'hélice, pour couper les cordes ou les filins qui viennent s'enrouler autour de l'arbre. I n'est pas à proprement parlé propul- sif. -le brevet US-A-3155330 décrit un hachoir rapporté sur un corps de pompe, non prévu pour la propulsion des bateaux et destiné aux excréments et déchets di- vers (et de plus n'est pas prévu pour les pompes à air). -le brevet FR-A-625102 décrit une tuyère optimisant le fonctionnement des pales d'hélices.Les principes décrits dans ce brevet sont sans doute appliqués dans le dispositif d'invention mais n'en constituent qu'une composante, en particulier le dispositif décrit ne constitue en rien un broyeur -le brevet FR-A-1251865 décrit une turbine concurrente dans la propulsion; cette turbine 'hydrojet' n'est pas équipée de broyeurs, ce qui ne permet pas la naviga- tion dans des eaux très chargées. -le brevet FR-A-8803754 décrit une turbine hydraulique pour la propulsion et le pompage assurant une fonction de broyage, mais elle est limitée aux fonctions hydrauliques.Son principe est défini par un broyeur à lames tranchantes par trai- temrnent et/ou apport, sur le premier redresseur, et seulement deux étages de pro- pulsion ayant le même sens de rotation.De plus, l'étoilement des montants du re- dresseur d'entrée entraîne des engorgements qui nuisent à son efficacité et à sa fiabilité, ne permettant pas une adaptation aérienne.Le nombre de pales est dé- fini sur les redresseurs et les hélices La présente invention est un système permettant à toute machinerie de mettre en révolution des corps gazeux, liquides ou pâteux, d'améliorer ses performances et sa fiabilité.Que ce soit pour la propulsion, I'aspiration, le refoulement, le sys- tème protège et assure le bon fonctionnement de la machinerie utilisée. Les dimensions de l'ensemble sont en fonction: -du travail demandé (au sens physique du terme) -de la zone ou secteur d'évolution (contexte) des matières à traiter Le choix des éléments constitutifs, en nombre et en séquence seront en fonction: -des performances souhaitées -des conditions climatiques d'évolution (contexte) La forme elliptique, ou autre, des branches du stator (2) sera adaptée aux condi- tions d'exploitations. La conception, toujours adaptable, sera fonction de la machinerie. L'ensemble pourra être entraîné par un ou plusieurs moteurs à transmission directe ou indi- recte, sans limitation de la puissance, incorporé ou non, quel que soit le type des dits moteurs.Son mode d'installation peut la rendre fixe, démontable, ou sur un support articulé, sur les engins aériens, terrestres, aquatiques, militaires ou civils. Les éléments en rotation constituants l'ensemble considéré peuvent être identi- ques, ou différents, élément par élément Les deux sens de rotation peuvent être utilisés également et/ ou simultanément, élément par élément, ou différés et in- dépendamment en vitesse ou en sens de rotation La particularité étant d'obtenir un cisaillement tous azimuts, soit des bords de coupes du centre de rotation à l'extérieur du cercle, soit de l'extérieur du cercle vers le centre de rotation, soit par les deux bords parallèles. Toutes les applications étant possibles, nous pouvons définir l'innovation par des exemples de systèmes. Exemples 1: protection rotorique en amont d'un flux d'air (planche 1/4. fig 2). Description de l'exemple 1: Equipement d'un turbo-réacteur à double flux. Sur le carter (10) du moteur, nous représentons notre système (2), qui va être placé en amont du rotor de soufflante (3).11 est constitué dans cet exemple par une étoile à trois branches (4,5,6), dont la forme et la disposition vont permettre par leur positionnement de faire office de cisailles Mais le cisaillement aura des directions différentes suivant le bord d'attaque avec les pales du rotor (3).En (9) nous aurons un cisaillement rectiligne du centre à la périphérie de la branche (4). En (8), nous aurons un cisaillement oblique de la périphérie au centre de la branche (5), et simultanément un cisaillement parallèle du centre du rotor au centre de la branche (5).En (7) nous aurons un cisaillement oblique du centre et de la périphérie, vers le centre de la branche (6), pour terminer parallèle au cen- tre de celle -ci. Le résultat est d'obliger les corps parasites à se déplacer pour faciliter le cisaille- mrient et ne pas engorger la zone de coupe. La pièce de notre système (2) pouvant être fixée par un moyen auto-bloquant, ou rotatif à retour automatique, pour compenser les impacts violents. L'ensemble constitué (2) pouvant être monté rigide, semi-rigide ou équipé pour être commandé à distance.Les solutions retenues peuvent être différentes, sui- vant les besoins, de manière à obtenir le déplacement des corps parasites dans tous les cas, par la rotation de l'ensemble (2). Exemple de montage: 1.Entrainement par verrins hydrauliques et cables gainés (planche 2/4-fig 3) Les verrins (11) hydrauliques ou mécaniques par l'intermédiaire des liaisons (12), câbles ou biellettes, transmettent le mouvement à l'ensemble, aux points d'ancrage (13), à l'aide d'éventuels renvoies d'angles (14). 2.Entraînement mécanique motorisé (planche 2/4-fig 4). Les moto-réducteurs (15) vont entraîner l'ensemble (2), dans un sens ou dans l'autre comme dans l'exemple 1, mais moins limité en rotation. Dans ce cas, il convient d'ajouter une partie crantée (16) pour permettre l'attaque des pignons entraînement (17). Ces exemples ne sont pas limitatifs, les solutions sont diverses, la revendication est de pouvoir obtenir et contrôler la mobilité de notre système. Description exemple 3- (planche 3/4-fig 5) Turbine hydraulique de propulsion marine ou sous-marine 'tout-venant'. L'invention à pour objet une structure de concepts polyvalents caractérisé en ce que la conformation du stator (2), (des stators), parties fixes ou partiellement mo- biles (voir exemple 1) réalisée en matériaux adaptés, associé au rotor (aux rotors) (3), partie rotative mobile, réalisée en matériaux adaptés de façon à ce que l'ensemble dit 'étage' (2+3), joue le rôle de destructeur par cisaillement, broyage, concassage, etc. La forme du stator (2) est réalisé en fonction du travail demandé, de telle ma- nière que les corps étrangers soient déplacés en même temps que détruits, de fa- çon à ne pas engorger l'écoulement et la projection.La diversification des points de chocs ou des impacts, par la translation, du centre vers la périphérie ou de la périphérie vers le centre, des corps étrangers est obtenue par la configuration des branches (1) du stator (2).Les bords des branches du stator (2) n'étant pas équidistants (comme défini dans le principe; les phénomènes de fréquences, ou d'harmonies sont rompus afin de ne pas créer des zones de cavitation ou d'engorgement.Par l'utilisation de ce système, avec des profils adaptés, nous pouvons faire converger les corps étrangers vers les zones souhaitées. Autres exemples de stators (planche 4/4-fig 6-fig 7), non limitatifs: Dans ces conditions une turbine hydraulique bénéficiant de notre système, équi- pée de plusieurs étages ayant soit le même sens de rotation des rotors ou des hé- lices, avec ou sans les mêmes configurations des stators, peut-être efficace dans toutes les évolutions, chaque étage représentant à lui seul un propulseur à broyeur incorporé. Une turbine hydraulique exécutée suivant ce système n'a pas de comparaisons avec les turbines actuelles car elle devient un "tout-terrains" nautique. REFERENCES Fig. 1: Planche 1/4: Détail de principe. Fig. 2: Planche 1/4: Protection "anti-oiseaux" sur turbo-réacteur d'avions. Fig. 3: Planche 2/4: Système de rotation du stator (2) par verins hydrauliques. Fig. 4: Planche 2/4: Système de rotation du stator (2) par entrainement mécanique et moto-réducteurs. Fig. 5: Planche 3/4: Protection sur turbine hydraulique de propultion marine ou 1 5 sous-marine. Fig. 6: Planche 4/4: Stator (2) équipé de branches (1) (pas de limite de forme) Fig. 7: Planche 4/4: Stator (2) équipé de branches (1) (pas de limite de forme). N UMEROTATION 1.- Branches de cisaillement du stator de protrction. 2- Stator de protection. 3- Pales du rotor de propultion ou d'aspiration. 4-Branches de cisaillement(1); autres formes. -Branches de cisaillement(1); autres formes. 6-B ranches de cisaillement (1); autres formes. 7- Zones de cisaillement. 8- Zones de cisaillement. 9- Zones de cisaillement. 1 0- Carter de turbo-réacteur. 11- Verins hydrauliques. 12- Liaisons entre vérins (11) et stator (2). 13- Points d'encrage des liaisons (12) sur le stator (2). 14- Renvois d'angle des liaisons (12). - Moto-réducteurs d'entrainement du stator (2). 16- Couronne d'entrainement sur stator (2). 17- Pignons d'entrainement des moto-réducteurs (15). Revendications: 1 - Système de protection, par destruction des matières, ou matériaux parasite avalés par un réacteur ou une turbine, pour permettre l'écoulement et la mise en révolution des fluides, caractérisé en ce qu'il comporte un stator (2) sur lequel les branches (1) qui font office de couteaux avec le rotor (3) ne sont pas équidis- tantes, évitant les fréquences et résonnances dûes aux chocs de cisaillement en- tre le stator (2) et le rotor (3) à protéger. 2 - Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la forme des branches (1) elliptique ou autres, permettent une répartition des zones de coupe pour évi- ter l'obstruction, la cavitation, en utilisant la meilleure zone de coupe, pour amé- liorer l'écoulement des fluides. 3 - Système selon l'une quelconque des revendication précédante caractérisé en ce que le matériau, ou le matériel constituant le stator (2) peut être de même na- ture ou différent de celui du rotor (3) avec lequel il constitue un étage (2 + 3). 4 - Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le stator (2) peut être monté a poste fixe, ou mobile (Fig 3. 4) pour amé- liorer l'écoulement des fluides. - Système selon l'uhe quelcoque des revendications précédentes caractérisé en ce que le nombre d'étages (2 + 3) (cisaillement), peut être utilisé en nombre dif- férent du nombre d'étages de propulsion, ou de pompage à protéger, qu'il soit pair ou impair.