BE1024886B1

BE1024886B1 - Dynamo-pompe

Info

Publication number: BE1024886B1
Application number: BE2017/5005A
Authority: BE
Inventors: Mathieu Chenoux; Michaël MARICHAL
Original assignee: Safran Aero Boosters S.A.
Priority date: 2017-01-09
Filing date: 2017-01-09
Publication date: 2018-08-10
Also published as: BE1024886A1; EP3346132B1; EP3346132A1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif intégrant une pompe et un générateur électrique dans un volume particulièrement réduit. Une rotation d'un arbre de pignon (23) entraine une rotation d'un pignon (11) qui entraine une rotation d'une couronne (12). Les rotations du pignon (11) et de la couronne (12) créent un pompage de fluide d'une entrée fluidique vers une sortie fluidique du dispositif. Des aimants (3) sont fixés sur la couronne (12) de façon à former un rotor (13). La rotation de ce rotor (13) par rapport à un stator (14) entraine une production d'énergie électrique.

Description

(30) Données de priorité :

(73) Titulaire(s) :

SAFRAN AERO BOOSTERS S.A.

4041, HERSTAL (MILMORT)

Belgique (72) Inventeur(s) :

CHENOUX Mathieu 6700 ARLON Belgique

MARICHAL Michaël 1160 AUDERGHEM Belgique (54) Dynamo-pompe (57) La présente invention concerne un dispositif intégrant une pompe et un générateur électrique dans un volume particulièrement réduit. Une rotation d'un arbre de pignon (23) entraine une rotation d'un pignon (11) qui entraine une rotation d'une couronne (12). Les rotations du pignon (11) et de la couronne ____i (12) créent un pompage de fluide d'une entrée jpV fiuidique vers une sortie fiuidique du dispositif. Des ( I.

Y !^f aimants (3) sont fixes sur la couronne (12) de façon _ à former un rotor (13). La rotation de ce rotor (13) par rapport à un stator (14) entraine une production d'énergie électrique.

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BREVET D'INVENTION BELGE

SPF Economie, PME, Classes Moyennes & Energie

Numéro de publication : 1024886 Numéro de dépôt : BE2017/5005

Office de la Propriété intellectuelle Classification Internationale : F04C 2/10 F04C 15/00 Date de délivrance : 10/08/2018

Le Ministre de l'Economie,

Vu la Convention de Paris du 20 mars 1883 pour la Protection de la propriété industrielle ;

Vu la loi du 28 mars 1984 sur les brevets d'invention, l'article 22, pour les demandes de brevet introduites avant le 22 septembre 2014 ;

Vu le Titre 1er “Brevets d’invention” du Livre XI du Code de droit économique, l'article XI.24, pour les demandes de brevet introduites à partir du 22 septembre 2014 ;

Vu l'arrêté royal du 2 décembre 1986 relatif à la demande, à la délivrance et au maintien en vigueur des brevets d'invention, l'article 28 ;

Vu la demande de brevet d'invention reçue par l'Office de la Propriété intellectuelle en date du 09/01/2017.

Considérant que pour les demandes de brevet tombant dans le champ d'application du Titre 1er, du Livre XI du Code de Droit économique (ci-après CDE), conformément à l'article XI. 19, §4, alinéa 2, du CDE, si la demande de brevet a fait l'objet d'un rapport de recherche mentionnant un défaut d'unité d'invention au sens du §ler de l'article XI.19 précité et dans le cas où le demandeur n'effectue ni une limitation de sa demande ni un dépôt d'une demande divisionnaire conformément aux résultats du rapport de recherche, le brevet délivré sera limité aux revendications pour lesquelles le rapport de recherche a été établi.

Arrête :

Article premier. - Il est délivré à

SAFRAN AERO BOOSTERS S.A., Route de Liers 121, 4041 HERSTAL (MILMORT) Belgique;

représenté par

GEVERS PATENTS, Holidaystraat 5, 1831, DIEGEM;

un brevet d'invention belge d'une durée de 20 ans, sous réserve du paiement des taxes annuelles visées à l’article XI.48, §1 du Code de droit économique, pour : Dynamo-pompe.

INVENTEUR(S) :

CHENOUX Mathieu, Rue de la Promenade 4, 6700, ARLON;

MARICHAL Michaël, Rue Jacques Bassem 10 bte2, 1160, AUDERGHEM;

PRIORITE(S) :

DIVISION :

divisé de la demande de base : date de dépôt de la demande de base :

Article 2. - Ce brevet est délivré sans examen préalable de la brevetabilité de l'invention, sans garantie du mérite de l'invention ou de l'exactitude de la description de celle-ci et aux risques et périls du (des) demandeur(s).

Bruxelles, le 10/08/2018, Par délégation spéciale :

BE2017/5005

Dynamo-pompe

Domaine technique [0001] Salon un premier aspect, la présente Invention concerne un générateur électrique. Selon un deuxième aspect, la présente invention concerne une méthode de conversion d'énergie mécanique en énergie hydraulique et énergie électrique.

Art antérieur [0002] II peut être intéressant de placer dans un groupe de lubrification d'une turbomachine des dispositifs électriques auxiliaires, comme des capteurs, aidant au fonctionnement dudit groupe de lubrification. Dans des systèmes connus, oes dispositifs électriques auxiliaires sont alimentés par une source externe au groupe de lubrification. Cela entraîne des problèmes d’intégration des connexions électriques avec l’extérieur du groupe de lubrification. En effet, comme les spécifications en alimentation de chaque modèle de groupe de lubrification peuvent être différentes, en fonction des dispositifs électriques auxiliaires intégrés, les arrivées en électricité peuvent devoir être modifiées selon le modèle de groupe de lubrification. En outre, en particulier dans le cas d'un groupe de lubrification pour turbomachine d’aéronef, le câblage peut devoir rejoindre le fuselage de l’aéronef, ce qui le rend compliqué et potentiellement sujet aux ruptures, [0003] II existe donc un problème de fournir de l'électricité â des dispositifs électriques auxiliaires d'un groupe de lubrification à partir d’une source Interne au groupe de lubrification.

[0004] Une solution possible est d'installer un générateur électrique dans le groupe de lubrification. Cela donnerait cependant un système lourd, cher et encombrant.

[0005] Le document US8143754 B2 divulgue un système de générateur pour véhicule comprenant un moteur hydraulique et un générateur électrique. Le moteur hydraulique convertit de la puissance

BE2017/5005 hydraulique en énergie mécanique de rotation, et le générateur convertit l'énergie mécanique de rotation en énergie électrique. Ce système pourrait être intégré dans un groupe de lubrification. Cependant, cela nécessiterait d’y intégrer aussi un pompe en amont du moteur hydraulique pour l'alimenter, et cette pompe devrait être alimentée en énergie électrique. Ce système connu ne résout donc pas te problème de fournir de l'électricité à partir d’un groupe de lubrification. En outre, la nécessité d'installer une pompe, un moteur hydraulique et un générateur électrique dans le groupe de lubrification rend l’ensemble particulièrement encombrant, onéreux et lourd.

Résumé de ^Invention [0006] Selon un premier aspect, un des buts de l’invention est de fournir un générateur électrique bon marché pouvant être facilement intégré dans un groupe de lubrification, en particulier dans un groupe de lubrification d’une turbomachine d’aéronef, et dont la présence a peu d’influence sur le volume et te peids du groupe de lubrification.

[0007] A oet effet, l’invention propose un générateur électrique comprenant:

« un pignon, * un moyen d’entrainement couplé mécaniquement au pignon de façon à entraîner le pignon en rotation, et prévu pour être couplé mécaniquement à un dispositif mécanique d’entrainement, * une couronne agencée autour du pignon pour pouvoir être entraînée en rotation par te pignon de façon à former une pompe à engrenage Interne avec le pignon, ® une entrée fiuidique permettant d’alimenter en fluide la pompe à engrenage interne depuis l’extérieur du générateur électrique, ® une sortie fiuidique permettant de faire sortir le fluide de la pompe à engrenage interne vers l'extérieur du générateur électrique,

BE2017/5005 ® des aimants couplés mécaniquement à la couronne de façon à tourner avec elle pour former un rotor, ® un stator agencé autour du rotor et comprenant des bobines de façon à ce qu’une rotation du rotor génère une énergie électrique dans lesdites bobines, et « un moyen de connexion électrique connecté électriquement aux bobines et agencé pour transférer une énergie électrique générée dans lesdites bobines à un dispositif électrique auxiliaire, de sorte que le générateur électrique est capable de compresser un fluide et de générer de l'énergie électrique lorsque te pignon est entraîné en rotation par le moyen d’entrainement.

[ÔOOS] Le générateur électrique selon l’invention a une fonction de pompe en plus de sa fonction de génération d’énergie électrique. II forme donc, en une seule unité un générateur et une pompe. Lorsqu’il est intégré dans un groupe de lubrification, il peut se substituer à une pompe. Puisque selon l’agencement du générateur électrique, le rotor et le stator sont autour du pignon et de la couronne, le générateur électrique ne prend pas, ou guère, plus de place que la pompe qu’il remplace. Cela le rend particulièrement facile à intégrer dans le groupe de lubrification et cela permet que sa présence n’augmente pas sensible le volume du groupe de lubrification, [0009] En outre, le générateur électrique selon l’invention est prévu pour être entraîné, via le moyen d'entrainement, par un dispositif mécanique d’entrainement qui peut être un arbre moteur d'une turbomachine comprenant le groupe de lubrification. De cette manière, un mouvement, par exemple une rotation de ce dispositif mécanique d’entrainement entraîne une rotation du pignon, qui entraîne une rotation de la couronne et ainsi pompe le fluide. En même temps, les aimants du rotor tournent avec la couronne et cette rotation produit de l'énergie électrique dans les bobines du stator. Par conséquent, l'énergie mécanique

BE2017/5005 provenant de la rotation de l’arbre moteur de ia turbomachine est convertie en énergie hydraulique et en énergie électrique. Le générateur selon l'invention permet par conséquent l'alimentation de dispositifs électriques auxiliaires, tels des capteurs, présents dans le groupe de lubrification, sans devoir faire appel à des sources électriques extérieures au groupe de lubrification. Cela pemiet de se passer d’une alimentation en électricité du groupe de lubrification.

[0010] La présence du générateur électrique n’entraine pas de forte augmentation de poids du groupe de lubrification puisqu'il n’est guère plus lourd que la pompe qu’il remplace. C’est un avantage importent pour un élément de turbomachine d’aéronef.

[0011] Par rapport à un système comportant une pompe traditionnelle et un générateur électrique traditionnel, le générateur électrique selon l’Invention permet une grande simplification de conception puisqu’un seul élément (le générateur électrique selon l’invention) remplace deux éléments (la pompe traditionnelle et le générateur électrique traditionnel). Cela simplifie aussi la maintenance puisqu'une seule dépose est suffisante pour le générateur électrique selon l’invention, au lieu d'une dépose pour une pompe traditionnelle et une dépose pour un générateur électrique traditionnel. En outre, le nombre de pièces est moindre et leur agencement pennet une diminution de volume et une diminution de masse par rapport à un système comportant une pompe traditionnelle et un générateur électrique traditionnel. Cela permet que le générateur électrique selon l'invention soif meilleur marché que ce comportant une pompe traditionnelle et un générateur électrique traditionnel, [8012] Le générateur électrique prélève moins de puissance au dispositif mécanique d’entraînernent qu’un système comportant une pompe traditionnelle et un générateur électrique traditionnel car le nombre d’éléments d’entrainement est réduit.

BE2017/5005 [0013] Le générateur électrique permet de réduire la consommation d’huile par rapport â un système comportant une pompe traditionnelle et un générateur électrique traditionnel car il permet de réduire le nombre de pièces nécessitant une lubrification.

[0014] Le générateur électrique selon l'invention peut être appelé dispositif de générateur-pompe, générateur-pompe ou dynamopompe.

[0015] Dans un mode de réalisation, le générateur électrique selon l'invention permet de fournir des puissances relativement faibles, de maximum 100 W, qui conviennent pour alimenter des dispositifs électriques auxiliaires tels des capteurs, [0010] Le générateur électrique selon l'invention est entraîné mécaniquement via le moyen d'entrainement et pas hydrauliquement. En effet, un entrainement hydraulique du générateur électrique ferait perdre de l'énergie hydraulique alors que le générateur électrique selon l'Invention permet de générer de l’énergie hydraulique, [0017] De préférence, le fluide pompé par le pompe à engrenage interne est un liquide. De préférence, ie fluide pompé par la pompe à engrenage interne est un liquide de lubrification, par exemple de l’huile.

[0018] De préférence, le dispositif électrique auxiliaire ne fait pas partie du générateur électrique.

[0019] Dans le cadre du présent document, un couplage mécanique peut être per exemple une fixation directe (c’est-à-dire sans élément Intermédiaire) ou une fixation indirecte (c'est-à-dire via au moins un élément Intermédiaire), Un couplage mécanique peut être permanent ou temporaire. Un couplage mécanique peut être fixe eu permettre aux éléments couplés mécaniquement de se mouvoir l'un par rapport à l’autre, [0020] Dans le cadre du présent document, un entrainement peut être par exemple un entrainement direct (c’est-à-dire sans élément

BE2017/5005 intermédiaire) ou on entrainement indirect (c'est-à-dire via au moins un élément intermédiaire).

[0021] Dans ie cadre du présent document, un dispositif électrique auxiliaire est un dispositif éieotrique qui nécessite une alimentation en électricité. De préférence ie dispositif électrique auxiliaire demande une puissance électrique relativement faible, par exemple de 0,1 à 100 W. il peut faire partie d'un groupe de lubrification. Il est de préférence inclus dans un groupe de lubrification comprenant le générateur électrique. Le dispositif électrique auxiliaire peut être par exempte un capteur de niveau d’huile, un capteur de degré de détérioration de l'huile ou un détecteur de particules dans l'huile. Le dispositif électrique auxiliaire peut être en-dehors du groupe de lubrification comprenant te générateur électrique. Dans le cas où groupe de lubrification comprenant ie générateur électrique est Intégré dans une turbomachine d'aéronef, te dispositif électrique auxiliaire peut faire partie d'un système d’injection de la turbomachine, d'un système de communication avec une cabine de l’aéronef ou d’un système FADEC de l'aéronef.

[0022] Selon un mode de réalisation possible de l’invention, le moyen d'entrainement est fixé au pignon, [0023] Selon un mode de réalisation possible de l'invention, le moyen d’entrainement comprend un arbre de pignon.

[0024] L'arbre de pignon est de préférence dans Faxe de rotation du pignon.

[0023] Selon un mode de réalisation possible de l’invention, l’arbre de pignon comprend des dents d'engrènement agencées pour être engrenées par le dispositif mécanique d'entrainement [0026] Selon un mode de réalisation possible de l'invention, le moyen de connexion électrique comprend un fil électrique ou une pluralité de fils électriques.

BE2017/5005 [0027] Selon un mode de réalisation possibie de l'invention, le générateur électrique comprend une connexion fiuidique entre un espace de pompage situé entre le pignon et la couronne et le rotor, de façon à ce que le rotor soit immergé dans un fluide circulant dans l'espace de pompage.

[0820] Cela assure la lubrification du rotor si le fluide pompé est de un liquide de lubrification.

[8029] Selon un mode de réalisation possible de l'invention, le générateur électrique comprend une chemise d'étanchéité située entre le rotor et le stator.

[0030] La chemise d'étanchéité est un moyen de blocage de fluide. La chemise d'étanchéité est permet d’empêcher le fluide circulant dans la pompe, et en particulier dans l'espace de pompage, de rejoindre le stator. En effet, ce fluide pourrait endommager tes bobines du stator. La chemise d’étanchéité est préférentiellement un élément essentiellement cylindrique Imperméable au fluide pompé. Elle peut être appelée chemise statorique. La chemise d'étanchéité est de préférence dans un matériau électriquement isolant pour qu'elle ne perturbe pas le signal magnétique entre le rotor et le stator, [8031] Selon un mode de réalisation possible de l'invention, la chemise d’étanchéité est agencée pour servir de palier pour le rotor.

[0832] La distance entre la chemise d'étanchéité et te rotor est préférentiellement choisie pour qu’un film de liquide de lubrification se forme entre les deux, de façon à permettre une rotation douce et régulière du rotor alors que le stator reste immobile. Ce palier peut être considéré comme un palier hydraulique ou hydrodynamique.

[0833] Selon un mode de réalisation possible de l'invention, le générateur électrique comprend un moyen d’interruption permettant d’interrompre le transfert d'énergie électrique tout en maintenant les rotations du pignon et de la couronne.

BE2017/5005 [0034] Le moyen d’interruption peut interrompre le génération d'énergie électrique eu il peut interrompre le transfert d'énergie électrique vers le dispositif électrique auxiliaire. Le moyen d’interruption est de préférence situé sur le moyen de connexion électrique. Cela peut par exemple être un

Interrupteur situé sur le moyen de connexion électrique, [0035] Seion un mode de réalisation possible de l’invention, le générateur électrique comprend un carier dont une surface intérieure définit une cavité dans laquelle sont situés ie pignon, la couronne, le rotor et 1e stator, le stator étant couplé mécaniquement à ladite surface intérieure et le carter étant percé d’une première ouverture faisant partie de l’entrée fluldique, d'une deuxième ouverture faisant partie de la sortie fluldique et d'une troisième ouverture pour ie moyen d'entrainement, [0036] Le carter permet une bonne protection du générateur électrique. Les bobines du stator sent de préférence couplées mécaniquement au carter afin de gagner de la place et de réduire le nombre de pièces du générateur électrique. De préférence, te carter comprend une quatrième ouverture pour le moyen de connexion électrique.

[0037] Seion un mode de réalisation possible de l'invention, tes entrée et sortie fiuidiques ont une direction ayant une composante parallèle à l'axe de rotation de la couronne.

[6038] En effet, à cause des bobines, il est préférables que ces entrée et sortie ne soient pas radiales, mais aient une direction ayant une composante axiale eu aient une direction axiale. De préférence, les entrée et sortie de fluide sont essentiellement parallèles à Taxe de rotation de la couronne.

[0030] L'invention propose en outre, selon un mode de réalisation possible, un groupe de lubrification comprenant un générateur électrique selon un mode de réalisation de l'invention et un dispositif électrique auxiliaire connecté électriquement au générateur électrique via le moyen de connexion électrique du générateur électrique.

BE2017/5005 [0040] Ce groupe de lubrification peut par exemple servir dans une turbomachine d’aéronef. Le dispositif électrique auxiliaire peut par exemple être un capteur comme un capteur de niveau d’huile dans le groupe de lubrification ou un détecteur de particules dans le liquide de lubrification. Cela permet qu'un dispositif électrique compris dans le groupe de lubrification soit directement alimenté par une source électrique du groupe de lubrification. Cela évite un câblage électrique entrant ou sortant du groupe de lubrification. Cela permet aussi au fabricant du groupe de lubrification d'adapter directement les spécifications du générateur électrique à celles du ou des disposifif(s) éleeirique(s) auxiliaire(s).

[ÔG41] Dans le cadre du présent document un “groupe de lubrification est un ensemble d’équipements permettant ia lubrification, [0042] L'invention propose en outre, selon un mode de réalisation possible, une turbomachine, en particulier d'aéronef, comprenant:

® un générateur électrique selon un mode de réalisation de l’invention, » un dispositif électrique auxiliaire connecté électriquement au moyen de connexion électrique dudit générateur électrique, et «> un dispositif mécanique d'entrainement comprenant un arbre moteur et couplé mécaniquement au moyen d'entrainement dudit générateur électrique, de façon à entraîner en rotation le pignon dudit générateur électrique via ledit moyen d’entrainement.

[0Ô43] Le générateur électrique fait de préférence partie d'un groupe de lubrification de la turbomachine. En outre, le dispositif électrique auxiliaire peut faire partie) du même groupe de lubrification.

[0044] Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif mécanique d’entrainement comprend en outre une boite de réduction et/ou des engrenages couplant mécaniquement l’arbre moteur au moyen d’entrainement.

BE2017/5005 [0045] Selon un deuxième aspect, l'invention propose une méthode de conversion d’énergie mécanique en énergie hydraulique et énergie électrique et comprenant tes étapes de:

* fournir un générateur électrique selon on mode de réalisation de l'invention, * alimenter en fluide l’entrée fiuidique dudit générateur électrique, » fournir une énergie mécanique eu moyen d’entrainement dudit générateur électrique de façon à faire tourner le pignon dudit générateur électrique pour qu'il entraîne la couronne et le rotor dudit générateur électrique, tes rotations du pignon et de la couronne créant un pompage du fluide de l’entrée fiuidique vers la sortie fiuidique dudit générateur électrique, et le rotation du rotor par rapport au stator dudit générateur électrique générant une énergie électrique dans les bobines du stator.

[0045] Les avantages mentionnés pour le dispositif s'appliquent mutatis mutandis à ia méthode.

Brève description des figures [0047] D'autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à ia lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :

- la figure 1 est une vue éclatée d’un générateur électrique selon un mode de réelisetlon de l'invention, et

- la figure 2 est uns vue en coupe d’un générateur électrique dans un mode de réalisation de l’invention,

IViodas de réalisation de l’invention [0040] La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l’invention n'est pas

BE2017/5005 limitée par celles-ci, Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants, [0049] Dans le contexte do présent document, les termes « premier » et « deuxième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n’impliquent pas d’ordre entre ces éléments.

[0050] Su? les figures, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les memes références, [0051] La figure 1 est une vue éclatée d’un générateur électrique 1 selon un mode de réalisation de l’invention. Le générateur électrique comprend un pignon 11, une couronne 12 agencée autour du pignon 11 et un moyen d’entrainement couplé mécaniquement au pignon 11, Le moyen d’entrainement est prévu pour fournir au pignon 11 une énergie mécanique provenant d'un dispositif mécanique d’entrainement extérieur au générateur électrique 1. Selon un mode de réalisation, la couronne 12 et le pignon 11 ont des axes de rotation parallèles et décalés l’un par rapport à l’autre. [0052] Dans un mode de réalisation, le moyen d’entrainement est fixé à une surface du pignon 11 perpendiculaire à l'axe de rotation du pignon 11. De préférence, le moyen d’entrainement comprend un arbre de pignon 23, L’arbre de pignon 23 peut comprendre des dents d’engrènement 24 agencées pour être engrenées par le dispositif mécanique d’entrainement. [0053] Le pignon 11 et la couronne 12 forment une pompe â engrenage interne qui est comprise dans le générateur électrique 1, Dans la pompe à engrenage interne, sa couronne 12 est entraînée mécaniquement par le pignon 11. Le pignon 11 présente des dents sur une surface extérieure qui sont engrenées avec des dents que la couronne 12 présente sur une surface intérieure, L’espace situé entre le pignon 11 et la couronne 12 est appelé espace de pompage 6 (visible figure 2). L’espace de pompage 6 comprend un premier espace, ou espace basse pression, sur lequel débouche une entrée fluidique du générateur électrique 1, et un deuxième espace, ou espace haute pression, sur lequel débouche une

BE2017/5005 sortie fiuidique du générateur électrique 1, Les rotations du pignon 11 et de la couronne 12 ont pour effet de déplacer un fluide depuis l'espace basse pression vers l'espace haute pression en le compressant. Le fluide sortant par la sortie fiuidique est ainsi à une plus haute pression que le fluide entrant par l’entrée fiuidique.

[0054] L’entrée fiuidique forme une première connexion fiuidique entre l'espace basse pression et une première conduite fiuidique qui permet d’amener le fluide à ia pompe à engrenage Interne depuis un premier équipement extérieur au générateur électrique 1. La sortie fiuidique forme une deuxième connexion fiuidique entre l’espace haute pression et une deuxième conduite fiuidique qui permet de faire sortir le fluide de la pompe à engrenage interne pour amener te fluide à un deuxième équipement extérieur au générateur électrique 1, La première et la deuxième conduites fluidiques sont de préférence partie d’un groupe de lubrification comprenant le générateur électrique 1.

[0Ö55] Le générateur électrique 1 comprend aussi un rotor 13 comprenant des aimants 3 et un stator 14 situé autour du rotor 13, Les aimants 3 sont couplés mécaniquement à le couronne 12 de façon à ce que l’ensemble des aimants 3 tourne avec la couronne 12, Les aimants 3 sont de préférence fixés à la couronne 12. Les aimants 3 sont de préférence des aimants permanents. Dans un mode de réalisation, le rotor 13 comprend un support pour aimant 18 couplant mécaniquement les aimants 3 à la couronne 12. Optionnellement, te rotor 13 peut comprendre une frotte 19 permettant d'augmenter sa solidité. Le stator 14 comprend des bobines conductrices agencées pour que la rotation du rotor 13 y génère une énergie électrique. Dans un mode de réalisation, le rotor 13 et le stator 14 sont configurés en cage d'écureuil.

[0056] Le générateur électrique 1 comprend aussi un moyen de connexion électrique (nomreprésenîé) connecté électriquement aux bousnes du stator 14 et permettant de transférer l'énergie électrique

BE2017/5005 générée dans tes bobines à un ou plusieurs disposifif(s) électrique(s) auxiliaire(s). De préférence, le moyen de connexion électrique comprend un fil électrique ou une pluralité de fils électriques. Le moyen de connexion électrique permet un couplage électrique ou électromagnétique entre les bobines et le dispositif électrique auxiliaire. Le moyen de connexion permet ainsi de fournir de l’électricité au dispositif électrique auxiliaire. Le dispositif électrique auxiliaire fait de préférence partie d’un groupe de lubrification dans lequel le générateur électrique 1 est intégré. Le dispositif électrique auxiliaire fait de préférence partie d'une turbomachine dans laquelle le générateur électrique 1 est intégré.

[0057] Dans un mode de réalisation, le générateur électrique 1 comprend un moyen d'interruption agencé pour interrompre la fourniture d'énergie électrique par ie générateur électrique 1 tout en maintenant les rotations du pignon 11 et de la couronne 12, de façon à continuer la compression fiuidique fournie par le générateur électrique 1.

[00S0] Le générateur électrique 1 est de préférence agencé pour que la puissance électrique qu’il génère soit de 0,1 à 100 W, plus préférentiellement entre 1 et 50 W, encore plus préférentiellement entre 2 et 10 W, Cela correspond aux puissances généralement demandées par des dispositifs électriques auxiliaires tels des capteurs.

[0050] Le générateur électrique 1 est de préférence agencé pour que le voltage électrique qu'il génère soit de 1 mV à 10 V, plus préférentiellement de 10 mV à 1 V. Cela correspond aux voltages généralement demandés par des dispositifs électriques auxiliaires tels des capteurs, [0060] Le générateur électrique 1 est préférentiellement compris dans un groupe de lubrification. Préférentiellement, le groupe de lubrification est compris dans une turbomachine. Le dispositif mécanique d’entrainement est de préférence compris dans la turbomachine ou dans le groupe de lubrification. Selon un mode de réalisation, le dispositif mécanique d'entrainement comprend un arbre moteur de la turbomachine. Selon un

BE2017/5005 mode de réalisation, le dispositif mécanique d’entrainement comprend une boite de réduction. L’arbre moteur peut être connecté mécaniquement en rotation avec la boite de de réduction, par exemple par un engrenage, et la boite de réduction peut être connectée mécaniquement au moyen d'entrainement du générateur électrique 1, par exemple par un engrenage. Ainsi, la rotation de l’arbre moteur entraîne la rotation du pignon 11.

[0861] Dans un mode de réalisation, le générateur électrique 1 est agencé pour qu’il existe une connexion fiuidique entre l’espace de pompage 6 est le rotor 13 afin que le rotor 13 soit immergé dans le fluide,

Cela permet d’assurer une bonne lubrification du rotor 13. La communication fiuidique peut par exemple se faire via un espace de jeu entre la couronne 12 et des éléments adjacents â la couronne 12 et décalés axialement par rapport à la couronne 12.

[6062] Dens un mode de réalisation, le générateur électrique 1 comprend une chemise d'étanchéité 15 entre le rotor 13 ef le stator 14 pour empêcher le fluide pompé par la pompe à engrenage interne d’entrer en contact avec le stator 14.

[6083] Dans un mode de réalisation, la chemise d'étanchéité 15 sert de pallier au rotor 13. Par exemple, le rotor 13 ef la surface intérieure de la chemise d'étanchéité 15 peuvent être en contact fiuidique avec l'espace de pompage 8, ce qui perniet au fluide de baigner le rotor 13 et de créer un film lubrifiant entre le rotor 13 et la surface intérieure de la chemise d’étanchéité 15 peur que la chemise d'éfanchèlté 15 serve de pallier lisse au rotor 13, [8884] La figure 2 est une vue en coupe du générateur électrique 1 dans un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 illustre un carter 18 du gènérareu-électrique 1, Le carter 18 a une surface intérieure 17. La surface intérieure 17 a de préférence une partie cylindrique ayant pour axe de révolution l'axe de rotation de la couronne 12. La surface intérieure 17 de préférence deux parties d'extrémité (non-représentées) aux extrémités

BE2017/5005 de la partie cylindrique. Les parties d'extrémité peuvent être essensellement planes.

[0065] La surface intérieure 17 définit une cavité dans laquelle sont situés le pignon 11, la couronne 12, le rotor 13 et le stator 14. Dans un mode de réalisation, les bobines du stator 14 sont fixées à la surface intérieure 17.

[6066] Le carter 16 a de préférence une première ouverture pour l’entrée du fluide dans l'espace de pompage 6. Cette première ouverture fait partie de l'entrée fiuidique du générateur électrique 1. La première ouverture a de préférence une direction ayant une composante parallèle à l’axe de rotation de la couronne 12, Autrement dit, la première ouverture est au moins partiellement axiale. Cela permet de simplifier l'agencement du générateur. Par exemple, la première ouverture peut être dans une des parties d'extrémité de la surface inférieure 17.

[0667] Le carter 16 a de préférence une deuxième ouverture pour la sertie du fluide de l’espace de pompage 6. Cette deuxième ouverture fait partie de la sortie fiuidique du générateur électrique 1, La deuxième ouverture e de préférence une direction ayant une composante parallèle à l'axe de rotation de la couronne 12. Autrement dit, la deuxième ouverture est au moins partiellement axiale. Cela permet de simplifier l'agencement eu générateur. Par exemple, la deuxième ouverture peut être dans une des parties d’extrémité de la surface inférieure 17.

[6066] Le carter 16 a de préférence une troisième ouverture pour te passage du moyen d’entrainement, La troisième ouverture est de préférence dans la continuation de l'axe de rotation du pignon 11. Par exemple, la troisième ouverture peut être dans une des parties d'extrémité de la surface intérieure 17. La troisième ouverture peut être agencée pour laisser passer l'arbre de pignon 23. Les dents d'engrènement de l’arbre de pignon 23 sont de preference à l'extérieur du carter 16.

BE2017/5005 [0060] Le carter 16 a de préférence une quatrième ouverture pour le passage du moyen de connexion électrique, [0070] En d'autres termes, l'invention se rapporte à un dispositif de générateur-pompe intégrant une pompe et un générateur électrique dans un volume particulièrement réduit. -Une rotation d'un arbre de pignon 23 entraîne une rotation d'un pignon 11 qui entrains une rotation d'une couronne 12. Les rotations du pignon 11 et de la couronne 12 créent un pompage de fluide d'une entrée fiuidique vers une sortie fiuidique du dispositif. Des aimants 3 sont fixés sur ia couronne 12 de façon à former un rotor 13, La rotation de ce rotor 13 par rapport à un stator 14 entraîne une production d’énergie électrique.

[0071] La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D’une manière générale, ia présente invention n’est pas limitée aux exemples illustrés et/ou décrits cidessus. L’usage des verbes « comprendre », « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune façon exclure la présence d’éléments autres que ceux mentionnés. L'usage de l’article indéfini « un », « une », ou de l’article défini « le », « la » ou « I’ », pour introduire un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de ces éléments. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée,

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Claims

Revendications

1, Générateur électrique (1 ) comprenant ® un pignon (11), « un moyen d'entrainement couplé mécaniquement au pignon (11) de façon à entraîner te pignon (11) en rotation, et prévu pour être couplé mécaniquement à un dispositif mécanique d'entrainement, * une couronne (12) agencée autour du pignon (11) pour pouvoir être entraînée en rotation par te pignon (11) de façon à former une pompe à engrenage interne avec le pignon (11), » une entrée fluidique permettant d’alimenter en fluide la pompe à engrenage interne depuis l'extérieur du générateur électrique (1), ® une sortie fluidique permettant de faire sortir te fluide de la pompe à engrenage interne vers l’extérieur du générateur électrique (1), ® des aimants (3) couplés mécaniquement à la couronne (12) de façon à tourner avec elle pour former un rotor (13), ® un stator (14) agencé autour du rotor (13) et comprenant des bobines de façon à ce qu’une rotation du rotor (13) génère une énergie électrique dans lesdites bobines, et ® un moyen de connexion électrique connecté électriquement aux bobines et. agencé pour transférer une énergie électrique générée dans lesdites bobines à un dispositif électrique auxiliaire, de sorte que le générateur électrique (1) est capable de compresser un fluide et de générer de l’énergie électrique lorsque le pignon (11 ) est entraîné en rotation par le moyen d'entrainement
2. Générateur électrique (1 ) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d’entrainement est fixé au pignon (11).

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3. Générateur électrique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que te moyen d'entrainement comprend un arbre de pignon (23),
4. Générateur électrique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce eue l'arbre de pignon (23) comprend des dents d'engrènement (24) agencées pour être engrenées par le dispositif mécanique d'entrainement,
5. Générateur électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen de connexion électrique comprend un fil électrique ou une pluralité de fils électriques,
6. Générateur électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une connexion fluldique entre un espace de pompage (8) situé entre le pignon (11) et la couronne (12) et le rotor (13), de façon à ce que te rotor (13) soit immergé dans un fluide circulant dans I espace de pompage (8),
7. Générateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chemise d'étanchéité (15) située entre le rotor (13) et le stator (14),
8. Générateur électrique (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la chemise d'étanchéité (15) est agencée pour servir de palier pour le rotor (13),
9. Générateur électrique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un moyen d’interruption permettant d'interrompre le transfert d'énergie électrique tout en maintenant les rotations du pignon (11 ) et de la couronne (12),

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10. Générateur électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un carter (16) dont une surface intérieure (17) définit une cavité dans laquelle sont situés ie pignon (
11), la couronne (
12), te rotor (
13) et le stator (14), le stator (14)

5 étant couplé mécaniquement à ladite surface intérieure (17) et le carter (16) étant percé d’une première ouverture faisant partie de l’entrée fiuidique, d’une deuxième ouverture faisant partie de la sortie fiuidique et d’une troisième ouverture pour le moyen d'entrainement.

10 11, Générateur électrique (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les entrée et sortie fluidiques ont une direction ayant une composante parallèle à l’axe de rotation de la couronne (12),

16 12. Groupe de lubrification comprenant un générateur électrique (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un dispositif électrique auxiliaire connecté électriquement au générateur électrique (1) via te moyen de connexion électrique.

20 13, Turbomachine, en particulier d’aéronef, comprenant » un générateur électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, « un dispositif électrique auxiliaire connecté électriquement au moyen de connexion électrique dudit générateur électrique (1 ), et

25 ® un dispositif mécanique d'entrainement comprenant un arbre moteur et couplé mécaniquement au moyen d’entraînernent dudit générateur électrique (1 ), de façon à entraîner en rotation le pignon (11 ) dudit générateur électrique (1 ) via ledit moyen d’entraînernent.

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14. Turbomachine selon la revendication précédente, dans laquelle le dispositif mécanique d'entrainement comprend en outre une boite de réduction et/ou des engrenages couplant mécaniquement l'arbre moteur au moyen d'entrainement.
15. Méthode de conversion d’énergie mécanique en énergie hydraulique et énergie électrique et comprenant les étapes de:

* fournir un générateur électrique (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11,

10 « alimenter en fluide l’entrée fiuidique dudit générateur électrique (1 ), * fournir une énergie mécanique au moyen d'entrainement dudit générateur électrique (1 ) de façon à faire tourner te pignon (11 ) dudit générateur électrique (1) pour qu’il entraîne la couronne (12) et te rotor (13) dudit générateur électrique (1 ), les rotations du pignon (11)

15 et de la couronne (12) créant un pompage du fluide de l’entrée fiuidique vers la sertie fiuidique dudit générateur électrique (1 ), et la rotation du rotor (13) par rapport au stator (14) dudit générateur électrique (1) générant une énergie électrique dans les bobines du stator (14).

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ABREGE

Dynamo-pompe

La présente invention concerne un dispositif intégrant une pompe et un générateur électrique dans un volume particulièrement réduit. Une rotation

5 d‘un arbre de pignon (23) entraîne une rotation d’un pignon (11) qui entraîne une rotation d'une couronne (12). Lee rotations du pignon (11) et de la couronne (12) créent un pompage de fluide d’une entrée fiuidique vers une sortie fiuidique du dispositif. Des aimants (3) sont fixés sur la couronne (12) de façon à former un rotor (13). La rotation de ce rotor (13)

10 par rapport à un stator (14) entraîne une production d'énergie électrique.

HG. 1

TRAITE DE COOPERATION EN MATIERE DE BREVETS