Brevet FR2822891A1 — publié le 20021004

La présente invention concerne un dispositif capable lorsqu'il est alimenté par une chute d'eau de récupérer l'énergie d'une partie de ce débit par l'intermédiaire d'une turbine pour la transmettre à une pompe qui élèvera la pression de l'autre partie du débit d'eau afin de pouvoir en disposer à une altitude supérieure à celle de l'origine de la chute d'eau. Dans des régions présentant des dénivellations consécutives au relief, des besoins en eau se situent souvent à des altitudes supérieures alors que l'eau coule en abondance dans les parties plus basses. La solution qui consiste à employer une pompe traditionnelle nécessite la présence d'une énergie onéreuse et pas toujours aisément disponible. Le dispositif selon l'invention permet, en se servant de l'énergie apportée par le débit d'eau, d'en prélever une partie et de l'élever à une altitude supérieure sans apport d'énergie extérieure. Il peut de ce fait fonctionner continuellement de façon autonome. Le dispositif est caractérisé en ce que les deux circuits turbine et pompe sont groupés à l'intérieur d'une enveloppe étanche dans laquelle un rotor unique assure les deux fonctions : - une couronne périphérique formée d'ailettes assure sa rotation avec une énergie qui est fonction du débit qui la traverse et de la pression de l'eau à l'entrée du dispositif. - une partie centrale munie d'un système à hélice ou vis hélicoïdale propulse une partie de l'eau à l'intérieur d'un cylindre plus petit, fixé concentriquement à l'enveloppe et qui rejoint l'extérieur à travers celle-ci, avec une pression supérieure à la pression d'entrée du dispositif. Le débit d'eau en entrant dans le dispositif se répartit entre les deux circuits, une partie périphérique traversant les ailettes assure la rotation de l'ensemble et ressort du dispositif en ayant perdu de son énergie initiale, énergie transmise à la pompe centrale qui augmente la pression de l'autre partie du débit qui ressort du dispositif dans un circuit secondaire où la pression sera supérieure à la pression d'entrée du dispositif. L'augmentation de pression pouvant être obtenue à la sortie du dispositif dépendra de la différence de débit entre les deux circuits, les diamètres respectifs de chacun des deux cylindres pourront être ajustés en fonction des performances à obtenir compte tenu de la pression et du débit d'eau disponibles à l'entrée du dispositif. Les forces longitudinales exercées sur le rotor par la pression de l'eau, dirigées de haut en bas sur les ailettes de la turbine sont orientées de bas en haut dans le cylindre contenant la partie pompe. Elles sont de ce fait en opposition et ont tendance à s'annuler, les points d'appui de l'axe du rotor n'auront donc pas de contraintes importantes à subir et quelles que soit les pressions d'utilisation du dispositif les problèmes d'usure et de lubrification seront réduits et les pertes de rendement évitées. Les supports de l'axe du rotor se trouvant à l'intérieur du corps du dispositif, aucune partie mobile ne nécessite de liaison avec l'extérieur de l'enveloppe évitant ainsi tous les problèmes d'étanchéité qui pourraient limiter la pression d'utilisation du dispositif. La figure 1 représente le schéma du dispositif : - le corps cylindrique (1) est formé de deux éléments assemblés hermétiquement en (2) de façon à permettre le montage et démontage du dispositif. Ses deux extrémités sont conçues pour recevoir les vannes de raccordement d'entrée (A) et de sortie (B) de l'eau. - Un cylindre de plus petit diamètre (3) est fixé concentriquement au corps par l'intermédiaire d'un support en étoile (4) et sa partie inférieure rejoint l'extérieur à travers l'enveloppe. Son extrémité (C) recevra le raccordement pour le départ d'eau sous pression. - Le rotor est formé d'un axe (5) prenant appui d'une part à l'intérieur du petit cylindre sur un support en étoile (6) laissant le libre passage à l'eau et tenu d'autre part dans sa partie haute par un autre support en étoile (7) fixé à l'enveloppe extérieure. Autour de cet axe est fixé une vis hélicoïdale (8) ayant une partie pénétrant à l'intérieur du petit cylindre, sa partie haute étant soudée à l'intérieur d'une portion de tube (9) sur laquelle sont fixées les ailettes de la couronne périphérique (10). Le débit d'eau pénètre dans le dispositif en (A) et se répartit entre les deux circuits : - une partie traverse le dispositif entre les parois de l'enveloppe extérieure (1) et du petit cylindre (3) en agissant sur les ailettes de la turbine (10) fait tourner le rotor et ressort du dispositif en (B) en ayant perdu sa pression initiale. - une deuxième partie pénètre à l'intérieur du petit cylindre où elle est accélérée par la vis hélicoïdale (8) et rejoint l'extérieur du dispositif en (C) avec une pression supérieure à la pression d'entrée. Les dimensions ainsi que la nature des différents constituants du dispositif seront choisis de façon à satisfaire les débits et résister aux contraintes de pression imposés par les conditions particulières d'utilisation du dispositif. Le dispositif suivant l'invention est susceptible de multiples applications domestiques par exemple dans le domaine de l'arrosage ou pour l'alimentation en eau d'habitations situées au dessus du point de captage de sources ou encore pour le remplissage d'une réserve d'eau située en altitude, mais il peut aussi être susceptible d'applications plus industrielles dans les domaines hydroélectriques. REVENDICATIONS 1) Dispositif capable lorsqu'il est alimenté par une chute d'eau de récupérer l'énergie d'une partie de ce débit par l'inter- médiaire d'une turbine pour la transmettre à une pompe qui élèvera la pression de l'autre partie du débit d'eau caractérisé en ce que les deux circuits turbine et pompe sont groupés à l'intérieur d'une enveloppe étanche (1) dans laquelle un rotor unique (9) assure les deux fonctions : - une couronne périphérique formée d'ailettes (10) assure sa rotation avec une énergie qui est fonction du débit qui la traverse et de la pression de l'eau à l'entrée du dispositif. - une partie centrale munie d'un système à hélice ou vis hélicoïdale (8) propulse une partie de l'eau à l'intérieur d'un cylindre plus petit (3), fixé concentriquement à l'enveloppe (1) et qui rejoint l'extérieur à travers celle-ci, avec une pression supérieure à la pression d'entrée du dispositif. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les forces longitudinales exercées sur le rotor par la pression de l'eau, dirigées de haut en bas sur les ailettes de la turbine (10) sont orientées de bas en haut dans le cylindre contenant la partie pompe (8). Elles sont de ce fait en opposition et ont tendance à s'annuler.