Brevet FR2874061A1 — publié le 20060210

-1- La présente invention concerne un dispositif transformant l'énergie hydraulique en mouvement rotatif. Ce dispositif peut être utilisé à la place de soit: turbines hydrauliques; vérins hydrauliques ou moteurs hydrauliques à simple ou double sens de rotation. Dispositif à un sens de rotation Le principe de cette invention consiste dans le fait que la pression hydraulique est canalisée à l'intérieur du rotor (2) jusqu'à un diffuseur (13) de forme particulière, (ressemblant à un S) interne au rotor (2), aux extrémités duquel se trouve des injecteurs (7). Le fluide hydraulique ainsi canalisé vient remplir sous pression des aubes fixes (16) faisant partie intégrante du stator (1) celles-ci faisant face aux injecteurs. Les deux sorties du diffuseur (7) étant symétriquement opposées par rapport à l'axe du rotor (2), Le couple exercé à la sortie du diffuseur sur la circonférence du rotor oblige ce dernier à entrer en rotation. Les injecteurs (7) remplissant les aubes fixes (16) au fur et à mesure de leur rotation, une lumière (14) est placée sur le rotor juste devant l'injecteur de façon à permettre la vidange des aubes fixes avant leur nouveau remplissage, ceci permet d'avoir un maximum d'aubes sous pression ce qui augmente les performances de l'appareil. Dispositif à double sens de rotation: En reprenant le principe de base on amène deux sources hydrauliques par l'intermédiaire de gorges (12) et de perçages (11) dans deux diffuseurs (13et13'). Les particularités du rotor dans lequel est incéré ce dispositif sont telles que l'axe et le rotor sont monobloc, le rotor proprement dit se compose de quatre diamètres différents formant autant d'épaulements, les deux plus petits sont réservés aux deux sources d'alimentation dans lesquels sont usinés gorges et perçages, le troisième referme les diffuseurs et les injecteurs, le quatrième sert de flasque d'obturation des aubes fixes. En ce qui concerne le diffuseur nous avons donc quatre sorties à la circonférence du rotor (forme du diffuseur en X) deux sorties opposées entre elles comme précédemment pour par exemple la marche avant et deux autres sorties symétriquement opposées au précédentes pour la marche arrière. Il est important que les injecteurs (7) des sorties opposées des deux diffuseurs soit disposés le plus près possible entre eux et juste séparés par la lumière de vidange (14). -2 - L'inversion du sens de rotation se fait par l'emploi d'un simple jeu de clapets (5) qui distribue l'hydraulique soit dans un diffuseur soit dans l'autre, en amont la pression hydraulique peut être intervertie d'un circuit à l'autre à l'aide d'une électrovanne. Si l'on envoie simultanément la pression dans les deux diffuseurs cela à pour effet de stopper l'appareil puisque les pression exercées s'annules. La flasque d'obturation vient recouvrir les aubes en leur partie latérale, par souci d'étanchéité son extrémité aura une forme en (L) cet épaulement à pour but de créer une chicane supplémentaire. Bien que la pièce soit en mouvement l'ajout de cette saillie contribue à stopper le fluide. Cette partie du rotor comporte deux lumières ventilées (14) symétriquement opposées entre elles et placées entre les deux injecteurs, la distance séparant l'injecteur du bord de la lumière est au moins égal à la dimension d'une aube, ces lumières sont dimensionnées de façon à ce que les aubes fixes puissent s'y vider en leur partie latérale ainsi qu'en leur partie faisant face au rotor. Les faces en contact du rotor et de la flasque de vidange (3) doivent être glacées de façon à diminuer la friction entre elles. La face du rotor en contact avec la flasque de vidange doit être usinée de façon à créer des interstices servant premièrement à diminuer les surfaces en friction et deuxièmement de Iogement pour l'huile nécessaire à la lubrification interne. La flasque de vidange est constituée d'une plaque métallique d'un diamètre supérieur à celui de la flasque de recouvrement et d'épaisseur suffisante de façon à pouvoir recevoir soit une partie évidée, soit plusieurs lumières faisant face aux lumières du rotor. Des perçages relient chaque cavité à une gorge qui se trouve à la périphérie de la flasque. Cette pièce servant à vidanger l'appareil, fixe par rapport au stator doit être glacée sur la face en contact avec le rotor. Sur la partie qui fait face au couvercle se trouve de chaque coté des lumières une gorge destinée à recevoir un joint torique. Pour un bon fonctionnement de l'appareil il est impératif que le stator et le rotor soient concentriques de façon à pouvoir réduire au mieux les jeux entre les différents diamètres. Le couvercle (4) est une pièce destinée à obturer le système et en assurer l'étanchéité, d'un diamètre extérieur égal à celui du bloc moteur il est alésé en son centre pour le passage de l'arbre moteur et percé sur sa périphérie à 2874061 -3- l'emplacement des vis de serrage. Coté intérieur est réalisé un épaulement servant de cage au roulement. Le couvercle maintien par serrage la flasque de vidange contre le bloc moteur. MODE DE REALISATION Bloc moteur: pièce de fonderie, usinage au tour des diamètres extérieurs ainsi que des diamètres intérieurs ainsi que des gorges recevant les joints, usinage des aubes fixes à la fraiseuse, outillage requis: mandrin diviseur. Perçage et taraudage des arrivées et des emplacements des vis pour la fixation du couvercle. Rectification des diamètres intérieurs. Rotor: pièce de fonderie, usinage de tous les diamètres ainsi que des gorges au tour, avec mandrin à mors doux et poupée, il est préférable d'usiner toute la pièce sans démontage par souci de concentricité. En ce qui concerne les diffuseurs ils peuvent être réalisés au départ par moulage de la pièce, ci tel n'est pas le cas il faut faire deux perçage pour chaque sortie, I'un des deux perçages sera rebouché au dessus de l'intersection avec le second perçage. Taraudage des sorties qui recevront les injecteurs. Perçages transversaux dans l'axe des gorges puis perçages parallèles à l'arbre moteur, fraisage de la portée des quatre clapets dans le prolongement des perçages et taraudage à l'emplacement des bouchons servant de butée aux clapets. Les lumières ventilées quand à elle peuvent être réalisée soit par moulage soit par fraisage. La flasque de vidange: pièce de fonderie entièrement usinée au tour, gorges et épaulement, hormis les lumières réalisée à la fraiseuse. La face en contact avec le rotor doit être rectifiée. Le couvercle: pièce de fonderie usinée au tour hormis les perçages et les fraisages des emplacements des vis de serrage. APPLICATIONS Les applications de ce système son multiples, dans le cas de la version à un seul sens de rotation celle ci peut remplacer les turbines hydraulique utilisées dans les barrages, toutes les turbines en fonctionnement à ce jour ont les aubes sur le rotor, la fabrication de ces dernières est complexe et coûteuse. En ce qui concerne le dispositif à double sens de rotation, c'est un vérin rotatif qui peut tourner en continu, celui-ci peut remplacer avantageusement tous les types de moteur hydraulique existant, moins cher en fabrication car moins de pièces à usiner, longévité accrue car moins de pièces en mouvement, la seule pièce en mouvement étant le rotor. Les dimensions représentées sur les différents dessins ne le sont qu'à titre 5 indicatif, les diamètres, l'angle de sortie du diffuseur et le volume des aubes sont à calculer en fonction des utilisations recherchées. NOMENCLATURE 1 Bloc moteur avec aubes fixes 2 rotor monobloc avec diffuseur interne 3 Flasque de vidange 4 Couvercle ou flasque de recouvrement 5 Clapets anti-retour 6 Roulements 7 Injecteurs 8 Joints toriques 9 Bague d'étanchéité 10 Vis d'assemblage 11 Perçages 12 Gorges 13 Diffuseur 14 Lumières 15 Ailettes 16 Aubes fixes REVENDICATIONS 1)Dispositif permettant de transformer l'énergie hydraulique en un mouvement rotatif, caractérisé en ce qu'il comporte un diffuseur de forme particulière soit en (S) dans le cas d'un moteur à un sens de rotation, soit en (X) dans le cas d'un moteur à double sens de rotation. Ce diffuseur étant interne au rotor. 2)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des aubes fixes (16) se trouvent sur le bloc moteur. 3) Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que une partie du rotor formant un épaulement vienne obstruer les aubes 10 fixes en leur partie latérale. 4)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que des injecteurs (7) soient placés sur le rotor à la sortie du ou des diffuseurs (13). 5) Dispositif selon la revendication précédente caractérisé en ce que des lumières ventilées (14) soient placées sur le rotor de façon à vidanger les 15 aubes fixes juste avant le passage des injecteurs. 6) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé par l'emploi de clapets anti-retour internes au rotor permettant d'inverser le sens de rotation du rotor. 7) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que une flasque fixe ajourée dans sa partie faisant face aux lumières du rotor, des perçages relient ces cavités à une gorge se trouvant en périphérie de cette flasque. Cette pièce servant à vidanger l'appareil devra être rectifiée sur la face en contact avec le rotor. 8) Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce que 25 la face du rotor venant en contact avec la flasque de vidange soit glacée et évidée en partie.