BE1026300B1 - Système de génération d'un vortex de fluide - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système de génération d'un vortex d'un fluide le long d'un axe (Z) comprenant : une plateforme (4) pour supporter des spectateurs (5) ; une paroi d'une cuve pour contenir une quantité du fluide (3), une portion supérieure (2) de cette paroi ayant une forme de paraboloïde de révolution ; et des moyens d'entraînement pour mettre en rotation la paroi autour de l'axe (Z).
Description
Système de génération d’un vortex de fluide
Domaine technique
L'invention concerne un système de génération d'un vortex de fluide par exemple dans un contexte artistique, culturel et/ou récréatif.
Art antérieur
De nos jours, le développement de prestations artistiques, culturelles et/ou récréatives donnant lieu à des sensations nouvelles et intenses joue un rôle important afin d'attirer et de renouveler un public assistant et participant à ces prestations. Ce développement soulève la nécessité de faire un compromis entre le rendu désiré d'une prestation et les obstacles techniques à franchir pour fournir des moyens techniques permettant de réaliser cette prestation.
Résumé de l’invention
Un objet de l'invention est de fournir un système apte à générer un vortex de fluide le long d'un axe, d'une hauteur de plusieurs mètres le long de cet axe, autour d'une pluralité de spectateurs, de façon à induire en eux un sentiment d'émerveillement et/ou d'excitation, tout en garantissant leur sécurité et leur intégrité.
À cet effet, l'invention propose un système de génération d'un vortex d'un fluide le long d'un axe vertical et comprenant :
- une plateforme essentiellement horizontale configurée pour supporter une pluralité de spectateurs ;
- une paroi essentiellement étanche au fluide, allongée symétriquement le long de l'axe, et constituant une surface intérieure d'une cuve ;
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- 2 une partie inférieure de la cuve étant surmontée par la plateforme et agencée pour contenir une quantité du fluide ;
la paroi comprenant une portion supérieure de paroi :
• surmontant la plateforme, • d'une longueur mesurée le long de l'axe d'au moins quatre mètres, préférentiellement d'au moins six mètres, • consistant en une portion d'un paraboloïde de révolution autour de l'axe, • pour entourer au moins partiellement la pluralité de spectateurs lorsqu'ils sont supportés par la plateforme ;
- des moyens d'entraînement pour mettre en rotation la paroi autour de l'axe, à une vitesse de rotation comprise entre vingt et quatre-vingt tours par minute, de façon à former une lame du fluide d'une épaisseur d'au moins un centimètre recouvrant la portion supérieure de paroi.
Le système selon l'invention permet de générer un vortex de fluide de plusieurs mètres de haut le long de l'axe, apte à entourer la pluralité de spectateurs, de façon à induire en eux un sentiment d'émerveillement et/ou d'excitation, tout en garantissant leur sécurité et leur intégrité.
En effet, lorsque les moyens d'entraînement sont en action, l'ensemble de la paroi est en rotation autour de l'axe. Lorsque la quantité de fluide est contenue dans la partie inférieure de la cuve, celle-ci va progressivement subir une force centrifuge due à la rotation d'une portion de paroi constituant la surface intérieure de la partie inférieure de la cuve, ce qui engendre un mouvement ascensionnel du fluide le long de la paroi,
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- 3 donc, en particulier, sur la portion supérieure de paroi. Ce mouvement ascensionnel est créé uniquement par le mouvement de rotation de la paroi. Il n'existe donc pas de mouvement circonférentiel relatif entre une portion de paroi et le fluide. Le mouvement susmentionné constitue donc un mouvement physique à la fois rigide et sans frottement dynamique entre la paroi et le fluide. Ainsi, le fluide subit lui-même un mouvement préférentiellement continu de rotation autour de l'axe, de façon à former un vortex. La vitesse de rotation régule physiquement et naturellement le mouvement ascensionnel initial du fluide, et donc la hauteur maximale du vortex mesurée le long de l'axe. En particulier, une régulation appropriée des moyens d'entraînement permet d'obtenir un recouvrement de la paroi au moyen d'une lame du fluide en rotation autour de l'axe.
Du point de vue des spectateurs, le vortex prend naissance à leur niveau, ou à leurs pieds, étant donné que la plateforme les supportant est surmontée par la portion supérieure de paroi, et que cette plateforme surmonte, quant à elle, la partie inférieure de la cuve contenant la quantité de fluide préalablement à la mise en action des moyens d'entraînement. Le mouvement décrit ci-dessus fait que la portion supérieure de paroi va progressivement se recouvrir d'une lame de fluide en rotation, selon l'axe, préférentiellement du bas vers le haut. Vu que la portion supérieure de paroi entoure au moins partiellement les spectateurs, ces dernières sont progressivement entourés par la lame de fluide en rotation. Un effet de surprise et d'émerveillement est ainsi induit en chaque spectateur par l'apparition du vortex de fluide. En outre, vu que la lame de fluide recouvre l'entièreté de la portion supérieure de paroi après un certain temps d'action des moyens d'entraînement, le vortex généré atteint nécessairement une hauteur supérieure à quatre mètres au dessus de la plateforme. Les spectateurs sont donc surmontés et entourés par au moins quatre mètres de fluide tourbillonnant, ce qui constitue un évènement particulièrement impressionnant pour eux.
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- 4 La génération du vortex de fluide au moyen du système selon l'invention permet de donner un effet vivant au fluide se mouvant sur la portion supérieure de paroi. La lame de fluide apparaît subtilement, naturellement et harmonieusement, en accord avec le mouvement de rotation de la paroi. Le système selon l'invention permet en outre d'ériger un vortex de fluide essentiellement selon l'axe, même s'il s'évase sur une portion supérieure.
Le système selon l'invention est tout particulièrement simple à construire et à manipuler. Il permet de générer le vortex de fluide durant un temps quelconque, aussi longtemps que les moyens d'entraînement sont en action. Préférentiellement, le vortex est généré par le système selon l'invention durant au moins vingt minutes.
Avantageusement, le design de la paroi et le choix de la vitesse de rotation permettent de garantir la sécurité et l'intégrité des spectateurs durant le fonctionnement du système selon l'invention. En effet, la forme de la portion supérieure de la paroi permet de compenser les composantes de la force de pesanteur et de la force centrifuge parallèles à la paroi, de sorte que la lame de fluide reste en contact avec la paroi. En outre, la forme de paraboloïde de révolution de la portion supérieure de paroi permet de compenser la gravité et donc limiter la quantité de fluide devant être mis en rotation pour générer le vortex de fluide.
Préférentiellement, le paraboloïde de révolution est obtenu par une révolution d'une parabole d'équation d'une parabole d'équation r2 + z0 autour de l'axe avec :
z une coordonnée le long de l'axe ;
z0 une coordonnée fixée le long de l'axe ;
ω la vitesse de rotation exprimée en radians par seconde ; g l'accélération de la pesanteur ;
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- 5 • r une coordonnée le long d'un autre axe perpendiculaire à l'axe.
En particulier, cette équation décrit une fonction de variable r et d'image z dont le graphe est une parabole dans le plan porté par l'axe et l'autre axe. Une rotation de cette parabole autour de l'axe définit alors bien un paraboloïde de révolution. Le nombre z0 est un paramètre fixé qui définit la hauteur minimale d'un point du paraboloïde de révolution le long de l'axe, c'est-à-dire le point extrémal inférieur du paraboloïde de révolution. Le nombre g est bien connu d'un homme du métier. Il prend typiquement la valeur arrondie 9,81 sur Terre lorsqu'il est exprimé en m/s2. Le nombre ω est quant à lui donné par la vitesse de rotation à atteindre exprimée en radians par seconde. Comme ce nombre, exprimé en tours par minute, compris entre 20 et 80, le coefficient (2^)_1ω2 est compris entre 1/5 et 18/5, préférentiellement entre 1/4 et 7/2. La valeur de ce coefficient du terme en r2, et donc l'allure de la parabole définissant le paraboloïde de révolution, sont donc complètement déterminés par la vitesse de rotation.
La forme de la portion supérieure de paroi selon ce mode de réalisation préféré de l'invention est telle que les composantes des forces de gravité et centrifuge parallèles à la paroi sont avantageusement compensées car l'équation du paraboloïde de révolution est définie en fonction de la vitesse de rotation.
Préférentiellement, la paroi consiste essentiellement en une portion du paraboloïde de révolution autour de l'axe défini par la révolution de la parabole d'équation susmentionnée pour z0 < z < z2 avec z0 - z2 compris entre 4 et 12 mètres. Dans le cas, la plateforme est située horizontalement à une hauteur zA fixée le long de l'axe, comprise entre z0 et z2, et telle que le volume intérieur du paraboloïde compris entre les plans z = z0 et z = z± borde la partie inférieure de la cuve. Des calculs élémentaires connus d'un homme métier montrent que ce volume vaut gn{zx- z0)2 ω2
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- 6 Ainsi, dans ce cas, très avantageusement, et préférentiellement, le nombre z, définissant une hauteur à laquelle il convient de disposer la plateforme est directement déduit de la quantité de fluide, c’est-à-dire du volume de la quantité de fluide, et de la vitesse de rotation. Le nombre zA - zQ, exprimé en mètres, est préférentiellement compris entre 1 et 5.
Préférentiellement, l’épaisseur de la lame de fluide est au moins localement uniforme, plus préférentiellement, globalement essentiellement uniforme. Préférentiellement, l’épaisseur de la lame de fluide est d’au moins cinq centimètres le long de la portion supérieure de paroi et, plus préférentiellement, elle est essentiellement uniforme. La quantité de fluide qui est nécessaire pour obtenir cet effet occupe préférentiellement un volume compris entre dix et vingt mètres cubes.
Avantageusement, l’effet impressionnant du vortex de fluide est alors renforcé chez les spectateurs. Ceux-ci peuvent alors passer leurs mains au sein même du vortex afin de mieux percevoir le mouvement du fluide, et ce en toute sécurité.
Avantageusement, le système selon l’invention permet d’induire un sentiment de puissance de la nature, et plus particulièrement de l’écoulement d’un fluide, au sein des spectateurs. Il permet de créer un sentiment d’excitation et de magie physiquement impressionnant au sein des spectateurs placés au cœur du vortex de fluide.
Le système selon l’invention permet en outre de sensibiliser des humains à la nature et de réaliser à quel point celle-ci peut les dépasser. Ces humains peuvent être compris dans la pluralité de spectateurs ou dans d’autres humains extérieurs au système. Avantageusement, le système selon l’invention peut amener des humains à réduire des négligences environnementales d’origine humaine.
Préférentiellement, le fluide consiste en de l’eau.
Préférentiellement, le système selon l’invention comprend des moyens d’éloignement d’humains dans un voisinage extérieure à la cuve.
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- 7 Avantageusement, il en découle une plus grande sécurité d'un public assistant à la génération d'un vortex de fluide à l'extérieur du système selon l'invention.
Préférentiellement, la partie inférieure de la cuve a une forme de bol comprenant une ouverture essentiellement elliptique recouverte au moins partiellement par la plateforme. En particulier, la forme de bol est préférentiellement celle d'une base de paraboloïde elliptique ou de base tronquée de paraboloïde elliptique. Une partie inférieure de la cuve d'une autre forme, par exemple, une forme parallélépipédique, ne se départirait toutefois pas du cadre de l'invention. La partie inférieure de la cuve a préférentiellement un volume intérieur essentiellement égal au volume occupé par la quantité de fluide. Ce volume est préférentiellement compris entre douze et vingt mètres cubes, plus préférentiellement entre quatorze et dix-huit mètres cubes.
Préférentiellement, la paroi et la cuve sont constituées d'une seule pièce étanche lorsque le système est en action.
Préférentiellement, la portion supérieure de paroi et/ou la paroi sont constitués d'un matériau comprenant de l'acier inoxydable, et/ou du composite, et/ou de l'aluminium, et/ou du bois, et/ou du verre, et/ou de fibre de verre. Ce matériau de composition est préférentiellement léger, ce qui permet un transport plus aisé du système selon l'invention.
Préférentiellement, une portion d'une surface supérieure de la plateforme est une surface plane horizontale. Préférentiellement, le plus grand diamètre de la plateforme est compris entre deux et cinq mètres, plus préférentiellement entre trois et quatre mètres. La distance séparant un point arbitraire de la plateforme et un autre point arbitraire de la paroi est préférentiellement strictement positive. Préférentiellement, la plateforme est disposée à l'intérieur de la cuve, entre le premier tiers et la première moitié d'une longueur de la cuve mesurée selon l'axe.
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- 8 Le système selon la présente invention constitue un système particulier de génération d'un écran fluidique tournant autour de l'axe.
Dans le cadre du présent document, un « vortex de fluide » correspond préférentiellement à un tourbillon creux de ce fluide en écoulement à partir d'une base de fluide. À chaque instant de son existence, le vortex de fluide a préférentiellement une forme allongée essentiellement symétrique le long de l'axe et évasée en une portion extrémale éloignée de la base de fluide. Le vortex est préférentiellement compris dans un volume cylindrique allongé le long de l'axe.
Dans le cadre du présent document, les adjectifs « vertical » et « horizontal » ne sont pas limitatifs d'un choix de direction. Ils désignent préférentiellement respectivement une direction parallèle et une direction perpendiculaire à la pesanteur.
Dans le cadre du présent document, un « axe » définit à la fois une direction et un sens dans un espace. Préférentiellement, l'axe du système selon l'invention est orienté verticalement, du bas vers le haut.
Dans le cadre du présent document, une « longueur d'un objet mesurée le long d'un axe » désigne préférentiellement une longueur d'une projection l'objet sur l'axe, cette longueur étant la mesure de la distance euclidienne usuelle. En d'autres termes, cette longueur fait référence à la dimension de l'objet, par exemple, sa hauteur ou sa largueur, mesurée le long de l'axe.
Dans le cadre du présent document, un paraboloïde de révolution autour d'un axe est la surface obtenue par révolution d'une parabole autour de l'axe. Cette notion est connue d'un homme du métier. Un paraboloïde de révolution constitue un cas particulier de paraboloïde elliptique. Bien que l'invention soit décrite dans le cas où la portion supérieure de paroi consiste en une portion d'un paraboloïde de révolution, elle peut être généralisée sans peine au cas où la portion supérieure de paroi consiste en une portion d'un paraboloïde elliptique.
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- 9 Dans le cadre du présent document, les « spectateurs » sont préférentiellement des humains ou des animaux.
Préférentiellement, la pluralité de spectateurs comprend au moins six spectateurs, préférentiellement au moins douze. Le système selon l'invention est apte à accueillir cette pluralité de spectateurs en les supportant sur la plateforme.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la longueur est plus grande qu'un double d'un diamètre de la cuve mesuré entre deux points antipodaux de la paroi, le long d'une droite parallèle à un plan tangent à la plateforme.
Avantageusement, l'impression de grandeur du vortex le long de l'axe par rapport aux spectateurs est amplifiée grâce à ce mode de réalisation préféré de l'invention. La taille de la plateforme mesurée parallèlement le long de cette droite occupe préférentiellement plus de la moitié de la longueur du diamètre, plus préférentiellement, plus des trois quarts de la longueur du diamètre. Le diamètre est préférentiellement compris entre deux et cinq mètres, plus préférentiellement entre trois et quatre mètres.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, une distance mesurée le long de l'axe, séparant un premier point de la portion supérieure de paroi et un deuxième point de la plateforme, est plus petite que trente centimètres.
La distance mesure le long de l'axe est préférentiellement la valeur absolue de la composante selon l'axe du vecteur amenant le premier point sur le deuxième point. Préférentiellement, les spectateurs sont presque complètement entourés par la portion supérieure de paroi. Préférentiellement, cette dernière comprend une bordure essentiellement elliptique surmontant et/ou entourant la plateforme sur un rayon de moins de trente centimètres.
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- 10 Avantageusement, ce mode de réalisation de l'invention permet de générer un vortex de fluide à partir d'une hauteur essentiellement égale à celle à laquelle se trouve la plateforme le long de l'axe. L'apparition du vortex aux pieds même des spectateurs est alors d'autant plus magique et impressionnante.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la paroi comprend en outre une portion inférieure de paroi :
• constituant une surface intérieure de la partie inférieure de la cuve, • consistant en une autre portion du paraboloïde de révolution, • étant fixée à la portion supérieure de paroi le long d'une courbe essentiellement elliptique.
Préférentiellement, la courbe est circulaire et essentiellement horizontale. Préférentiellement, les portions inférieure et supérieure de paroi consistent en une portion d'un paraboloïde de révolution comprise entre deux plans horizontaux. Vu que la partie inférieure de la cuve est apte à contenir la quantité de fluide, les portions inférieure et supérieure de paroi ont nécessairement la forme d'un bol, ce qui facilite le mouvement ascensionnel du fluide le long de la portion supérieure de paroi lorsque les moyens d'entraînement sont en mouvement.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la paroi est continue et consiste en :
- une portion inférieure de paroi constituant une surface intérieure de la partie inférieure de la cuve ;
- la portion supérieure de paroi ;
- une portion finale de paroi surmontant la portion supérieure de paroi.
La portion finale de paroi n'a pas nécessairement une forme de portion du paraboloïde de révolution de façon à constituer une barrière contre d'éventuel débordement du vortex de fluide au dessus de la portion
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- 11 supérieure de paroi. Une meilleure intégrité des spectateurs est ainsi assurée lorsque le système est en action.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre un accès entre la plateforme et une zone extérieure à la cuve.
Cet accès permet avantageusement aux spectateurs à la fois d'entrer et de sortir à n'importe quel instant de l'intérieure de la cuve, en toute sécurité. En particulier, il permet une évacuation des spectateurs de l'intérieur de la cuve en cas de défaillance du système ou d'urgence vitale pour les spectateurs.
Selon un mode de réalisation, l'accès comprend un escalier en colimaçon surmonté par la plateforme et un passage sous la cuve. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'accès comprend une passerelle parallèle à la plateforme, à la même hauteur que la plateforme.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens d'entraînement comprennent :
- un moteur apte à fournir une puissance d'au moins 10 kW, préférentiellement d'au moins 20 kW ;
- au moins une courroie couplée au moteur pour mettre en rotation la paroi autour de l'axe ;
- au moins un galet et/ou au moins un roulement pour guider un mouvement de la paroi autour de l'axe.
Avantageusement, le moteur est apte à mettre en mouvement de rotation la quantité de fluide nécessaire à la génération d'une lame de fluide d'au moins dix centimètres d'épaisseur qui recouvre la portion supérieure de la paroi, et ce, préférentiellement, de façon à ce que la lame recouvre toute la portion supérieure de la paroi en moins d'une minute, permettant ainsi une génération complète rapide du vortex de fluide. Le moteur est préférentiellement disposé de façon adjacente à la cuve.
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- 12 Le au moins un galet et le au moins un roulement sont préférentiellement aptes à supporter de forte masses, préférentiellement des masses d'au moins dix tonnes, plus préférentiellement des masses d'au moins vingt tonnes. Préférentiellement, les moyens d'entraînement comprennent plusieurs galets et/ou roulements agencés pour garantir une stabilité du système selon l'invention lorsque le moteur est en action. Cette stabilité est particulièrement avantageuse compte tenu des masses de fluide importantes susceptibles d'être en rotation au sein de la cuve, à différents instants d'existence du vortex de fluide.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre une unité de contrôle des moyens d'entraînement pour déterminer la vitesse de rotation de la paroi autour de l'axe.
Avantageusement, la proportion de la portion supérieure de paroi recouverte par la lame de fluide peut ainsi être modifiée, prodiguant au vortex une taille et une épaisseur modulables pour impressionner et émerveiller d'autant plus les spectateurs.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre au moins une pale au niveau de la partie inférieure de la cuve.
Avantageusement, la au moins une pale permet de faciliter la mise en rotation de la quantité de fluide lorsqu'elle est contenue dans la partie inférieure de la cuve. Avantageusement, la au moins une pale permet une réduction significative du temps nécessaire pour générer complètement le vortex de fluide. Avantageusement, la au moins une pale permet d'alléger l'énergie nécessaire au fonctionnement des moyens d'entraînement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la au moins une pale est située sous la plateforme. Avantageusement, la au moins une pale n'est pas visible pour un spectateur. Selon un mode de réalisation de l'invention, la au moins une pale est située à proximité de la paroi.
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- 13 Préférentiellement, la au moins une pale est comprise dans un système d'aubage comprise dans le système et disposé au niveau de la partie inférieure de la cuve. Ce système a préférentiellement la forme d'une roue qui entoure une base de la plateforme au niveau de la partie inférieure de la cuve.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre une unité d'éclairage de la cuve agencée pour émettre au moins une lumière d'intensité et/ou de spectre prédéterminés.
Avantageusement, l'unité d'éclairage permet d'éclairer et de texturer le fluide en mouvement de façon à exacerber les sensations des spectateurs. Préférentiellement, l'unité d'éclairage est configurée pour plonger l'intérieur de la cuve dans le noir préalablement à la génération du vortex et pour éclairer progressivement l'intérieure de la cuve au fur et à mesure que la lame de fluide recouvre la portion supérieure de paroi. Préférentiellement, l'unité d'éclairage est synchronisé avec les moyens d'entraînement. Préférentiellement, le système comprend une unité de détermination de l'intensité et du spectre.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend au moins une protubérance et/ou une cavité au niveau de la portion supérieure de paroi.
Avantageusement, la au moins une protubérance et/ou cavité permet de perturber le mouvement de rotation de la lame de fluide sur la portion supérieure de paroi de façon à créer des effets techniques de mouvement du fluide. Préférentiellement, la au moins une protubérance et/ou une cavité surmonte les spectateurs de façon à éviter tout risque de blessure.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la au moins une protubérance et/ou une cavité comprend un canal en spiral autour de l'axe le long de la portion supérieure de paroi.
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- 14 Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le système comprend en outre une unité hydraulique comprenant au moins une pompe et au moins un injecteur pour amener du fluide en contact avec la portion supérieure de paroi.
Avantageusement, l’unité hydraulique permet de générer plus rapidement et plus efficacement la lame de fluide sur la portion supérieure de paroi. En particulier, il permet de limiter la quantité de fluide nécessaire à la génération du vortex car une partie de cette quantité de fluide est directement amenée sur la portion supérieure de paroi, à une certaine hauteur, par l’unité hydraulique.
En outre, l’usage combiné d’une unité hydraulique avec des moyens d’entraînement mécanique permettent une plus grande gamme de variations possibles dans les mouvements de la lame de fluide sur la portion supérieure de paroi.
Préférentiellement, l’unité hydraulique comprend plusieurs injecteurs à différentes hauteurs le long de l’axe pour amener du fluide en contact avec la portion supérieure de paroi. Avantageusement, il est ainsi possible d’activer temporairement certains de ces injecteurs et pas d’autres pour créer des effets techniques de mouvement du fluide.
Selon un mode de réalisation, l’unité hydraulique est située au niveau de la partie inférieure de la cuve.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, le système selon l’invention comprend une structure extérieure boulonnée qui est apte à supporter la cuve remplie de la quantité de fluide. Préférentiellement, la structure extérieure comprend une pluralité de poutres apte à supporter un poids d’au moins quinze tonnes et/ou force centrifuge d’au moins six mille pascals. Préférentiellement, la structure extérieure comprend un toit. Ce dernier est préférentiellement constitué de toile.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la paroi est constituée de plusieurs morceaux fixés ensembles de façon ce qu’elle soit
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- 15 essentiellement étanche au fluide. Ces morceaux sont agencés ensemble de façon à ce que la paroi puisse être aisément et rapidement montée et/ou démontée un grand nombre de fois. Préférentiellement, l'ensemble du système selon l'invention est constitué d'une pluralité d'éléments aptes à être assemblés, de telle façon que le système puisse être aisément et rapidement montée et/ou démontée un grand nombre de fois, en un lieu quelconque. Préférentiellement, le système ainsi démonté est apte à être contenu dans un containeur de dimensions homologuées par l'Organisation Internationale de Normalisation. En outre, l'invention propose également un tel containeur comprenant le système de génération de vortex de fluide. Avantageusement, ce dernier est facilement transportable localement et internationalement.
Le système selon l'invention est particulièrement adapté pour être disposé dans un hall d'entrée d'un bâtiment, une place publique, un lieu culturel et/ou un lieu de détente, tant en intérieur qu'en extérieur. En particulier, l'invention propose également un lieu culturel et/ou de détente comprenant le système de génération de vortex de fluide. Le lieu culturel est préférentiellement un théâtre. Le lieu de détente est préférentiellement un parc d'attraction.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 illustre une vue schématique d'un système de génération d'un vortex de fluide selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 illustre une vue schématique d'un système de génération d'un vortex de fluide selon un mode de réalisation de l'invention ;
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- 16 - la figure 3 illustre des paraboles aptes à générer un paraboloïde de révolution pour un système de génération d'un vortex de fluide selon un mode de réalisation de l'invention.
Les dessins des figures ne sont pas à l'échelle. Généralement, des éléments semblables sont dénotés par des références semblables dans les figures. Dans le cadre du présent document, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références. En outre, la présence de numéros de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros sont indiqués dans les revendications.
Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’invention
La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l'invention n'est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants.
La figure 1 illustre une vue schématique d'un système 1 selon un mode de réalisation de l'invention. Une pluralité de spectateurs 5 sont supportés par une plateforme 4 disposée perpendiculairement un axe vertical Z le long duquel le système est apte à générer un vortex d'un fluide 3. L'axe Z est préférentiellement dirigé du bas vers la haut. La surface supérieure de la plateforme 4 est typiquement une surface plane. Le système comprend une cuve munie d'une paroi étanche au fluide 3 consistant en un paraboloïde de révolution autour de l'axe Z tronqué supérieurement selon un plan perpendiculaire à l'axe Z. La plateforme 4 est agencée à l'intérieure de la cuve, de façon à surmonter une partie inférieure 6 de la cuve dont le volume correspond au volume total de la quantité de fluide 3 contenue dans le système. En particulier, lorsque le système n'est pas en action, le fluide 3 occupe tout l'espace de la partie inférieure 6 de la cuve, sous la plateforme 4. Une portion supérieure 2 de
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- 17 paroi est fixée à une portion inférieure de paroi, cette dernière délimitant la partie inférieure de la cuve. Une portion finale de paroi surmonte la portion supérieure 2 de paroi. La largueur maximale 22 de la paroi est comprise entre 4 et 8 mètres, la longueur 21 de la paroi mesurée le long de l'axe Z est comprise entre 6 et 14 mètres, la hauteur 23 de la partie inférieure 6 de la cuve mesurée le long de l'axe Z est comprise entre 2 et 6 mètres, et la longueur de la portion supérieure 2 de paroi mesurée le long de l'axe Z est d'au moins 4 mètres. Des moyens d'entrainement sont compris dans le système pour mettre en rotation la paroi autour de l'axe Z de façon à former une lame du fluide 3 d'une épaisseur 31 d'au moins un centimètre recouvrant toute la portion supérieure 2 de paroi tel qu'il est expliqué dans le résumé de l'invention.
La figure 2 illustre une autre vue schématique du mode de réalisation de l'invention illustré en figure 1. En particulier, la forme de la paroi, et plus particulièrement de la portion supérieure 2 de paroi, est purement schématique et ne représente pas la forme en paraboloïde de révolution réelle de la paroi. La figure 2 illustre plus précisément les moyens d'entrainement comprenant un moteur 12 et une courroie 13 pour mettre en rotation la paroi autour de l'axe Z, ainsi que des galets et/ou roulements 14 pour guider le mouvement de la paroi autour de l'axe Z. Le système 1 comprend un accès 10 muni d'un escalier en colimaçon 9 entre la plateforme 4 et une zone extérieure à ladite cuve. Le système 1 comprend des pales rotatives 11 au niveau de la partie inférieure 6 de la cuve pour faciliter la mise en mouvement du fluide 3 et la formation du vortex. Optionnellement, le système 1 comprend une unité hydraulique 15 munie d'au moins une pompe et des injecteurs pour amener du fluide 3 en contact avec la portion supérieure 2 de paroi et ainsi à la fois limiter la quantité de fluide 3 à mettre en rotation et faciliter la formation du vortex. Le système 1 comprend une structure extérieure 7 comprenant des poutres soutenant et structurant le système. Le système 1 comprend une unité
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- 18 d'éclairage 8 de la cuve fixée à la structure extérieure 7 qui est agencée pour éclairer l'intérieur de la cuve et texturer le mouvement du fluide 3.
La figure 3 illustre graphiquement deux paraboles 81 et 82 aptes à générer chacune un paraboloïde de révolution dont au moins une portion constituerait une paroi ou une portion supérieure de paroi d'un système de génération d'un vortex de fluide selon un mode de réalisation de l'invention. L'axe 92 est parallèle à l'axe Z et gradué en mètres. L'axe 91 est perpendiculaire à l'axe Z et gradué en mètres. Les paraboles 81 et 82 définissent les paraboloïdes de révolutions nécessaires pour générer des vortex de fluide recouvrant la portion supérieure de paroi lorsque les vitesses de rotation sont respectivement de 55 et 82 tours par minute. La relation entre la vitesse de rotation et la forme de la parabole est explicitée dans le résumé de l'invention. Plus la vitesse de rotation est élevée et moins la largueur 22 de la paroi sera grande.
En résumé, la présente invention concerne un système de génération d'un vortex d'un fluide le long d'un axe Z comprenant : une plateforme 4 pour supporter des spectateurs 5 ; une paroi d'une cuve pour contenir une quantité du fluide 3, une portion supérieure 2 de cette paroi ayant une forme de paraboloïde de révolution autour de l'axe Z ; et des moyens d'entraînement pour mettre en rotation la paroi autour de l'axe Z.
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, il apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n'est pas limités aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L'invention comprend chacune des caractéristiques nouvelles ainsi que toutes leurs combinaisons.
Dans la cadre du présent document, les termes « premier », « deuxième », « troisième » et « quatrième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces
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- 19 éléments. 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 » 5 ou « l' », pour introduire un élément n'exclut pas la présence d'une pluralité de ces éléments.
Claims (15)
1. Système (1 ) de génération d'un vortex d'un fluide (3) le long d'un axe vertical (Z) et comprenant :
- une plateforme (4) essentiellement horizontale configurée pour supporter une pluralité de spectateurs (5) ;
- une paroi essentiellement étanche audit fluide (3), allongée symétriquement le long dudit axe (Z), et constituant une surface intérieure d'une cuve ;
une partie inférieure (6) de ladite cuve étant surmontée par ladite plateforme (4) et agencée pour contenir une quantité dudit fluide (3) ;
ladite paroi comprenant une portion supérieure de paroi (2) :
• surmontant ladite plateforme (4), • d'une longueur mesurée le long dudit axe (Z) d'au moins quatre mètres, • consistant en une portion d'un paraboloïde de révolution autour dudit axe (Z), • pour entourer au moins partiellement ladite pluralité de spectateurs (5) lorsqu'ils sont supportés par ladite plateforme (4) ;
- des moyens d'entraînement (12, 13, 14) pour mettre en rotation ladite paroi autour dudit axe (Z), à une vitesse de rotation comprise entre vingt et quatre-vingt tours par minute, de façon à former une lame dudit fluide (3) d'une épaisseur (31) d'au moins un centimètre recouvrant ladite portion supérieure de paroi (2).
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2. Système (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite épaisseur (31) est essentiellement uniforme et plus grande que cinq centimètres le long de ladite portion supérieure de paroi (2).
3. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite longueur est plus grande qu'un double d'un diamètre de ladite cuve mesuré entre deux points antipodaux de ladite paroi, le long d'une droite parallèle à un plan tangent à ladite plateforme (4).
4. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une distance mesurée le long dudit axe (Z), séparant un premier point de ladite portion supérieure de paroi (2) et un deuxième point de ladite plateforme (4), est plus petite que trente centimètres.
5. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite paroi comprend en outre une portion inférieure de paroi :
• constituant une surface intérieure de ladite partie inférieure (6) de ladite cuve, • consistant en une autre portion dudit paraboloïde de révolution, • étant fixée à ladite portion supérieure de paroi (2) le long d'une courbe essentiellement elliptique.
6. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite paroi est continue et consiste en :
- une portion inférieure de paroi constituant une surface intérieure de ladite partie inférieure (6) de ladite cuve ;
- ladite portion supérieure de paroi (2) ;
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- une portion finale de paroi surmontant ladite portion supérieure de paroi.
7. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit paraboloïde de révolution est obtenu par une révolution d'une parabole d'équation z= ÊÛ + autour dudit axe (Z, 92) avec :
• z une coordonnée le long dudit axe (Z, 92) ;
• z0 une coordonnée fixée le long dudit axe (Z, 92) ;
• ω ladite vitesse de rotation exprimée en radians par seconde ;
• g l'accélération de la pesanteur ;
• r une coordonnée le long d'un autre axe (91) perpendiculaire audit axe (Z, 92).
8. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre un accès (9, 10) entre ladite plateforme (4) et une zone extérieure à ladite cuve.
9. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement comprennent :
- un moteur (12) apte à fournir une puissance d'au moins 10 kW ;
- au moins une courroie (13) couplée au moteur (12) pour mettre en rotation ladite paroi autour dudit axe (Z) ;
- au moins un galet et/ou au moins un roulement (14) pour guider un mouvement de ladite paroi autour dudit axe (Z).
10. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité de contrôle
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- 23 desdits moyens d'entraînement (12, 13, 14) pour déterminer ladite vitesse de rotation de ladite paroi autour dudit axe (Z).
11. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une pale (11) au niveau de ladite partie inférieure (6) de ladite cuve.
12. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité d'éclairage (8) de ladite cuve agencée pour émettre au moins une lumière d'intensité et/ou de spectre prédéterminés.
13. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend au moins une protubérance et/ou une cavité au niveau de ladite portion supérieure de paroi (2).
14. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité hydraulique (15) comprenant au moins une pompe et au moins un injecteur pour amener du fluide (3) en contact avec ladite portion supérieure de paroi (2).
15. Lieu culturel et/ou de détente comprenant le système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| BE20185334A BE1026300B1 (fr) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Système de génération d'un vortex de fluide |
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| BE20185334A BE1026300B1 (fr) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Système de génération d'un vortex de fluide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BE1026300A1 BE1026300A1 (fr) | 2019-12-17 |
| BE1026300B1 true BE1026300B1 (fr) | 2019-12-23 |
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| BE20185334A BE1026300B1 (fr) | 2018-05-24 | 2018-05-24 | Système de génération d'un vortex de fluide |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| BE466387A (fr) * | ||||
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2018
- 2018-05-24 BE BE20185334A patent/BE1026300B1/fr active IP Right Grant
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BE1026300A1 (fr) | 2019-12-17 |
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| FG | Patent granted |
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