CA2078227C - Dispositif destine a creer un mouvement dans un liquide, en particulier a la surface de celui-ci - Google Patents
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- E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
- E04H4/00—Swimming or splash baths or pools
- E04H4/0006—Devices for producing waves in swimming pools
Abstract
This invention relates to a device for creat- ing a movement in a liquid, especially at its sur- face, where the liquid is contained within a vessel bounded by a wall or walls, especially a swim- ming pool, said device comprising a component in contact with the liquid in which a movement is to be created, especially at its surface. The device of the invention comprises a floating or sub- merged assembiy as a component, which is not in- tegral with a wall of the vessel, laid assembly comprising two bodies (1, 5) interconnected by at least one means (7) which is designed to moue the bodies (1, 5) mutually so as to create a movement in the liquid and especially at its surface. La présente invention est relative à un dispositif destiné à créer un mouvement dans un liquide, en particulier à la surface de celui-ci, ce liquide étant contenu dans un bassin délimité par une ou des parois, en particulier dans une piscine, ce dispositif comprenant un élément en contact avec le liquide dans lequel, en particulier à la surface duquel, un mouvement doit être créé. Le dispositif suivant l'invention comprend, à titre d'élément, un ensemble flottant ou submergé non solidaire d'une paroi du bassin, ledit ensemble comprenant deux corps (1, 5) reliés entre eux par au moins un moyen (7), ce moyen (7) étant destiné à déplacer les corps (1, 5) l'un par rapport à l'autre de maniére à créer un mouvement dans le liquide, en particulier à la surface de celui-ci.
Description
2 PCT/BE91/00020 ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Or. connait par le document EP-A-0 236 653 un système générateur de houle artificielle dans un bassin. Ce système comprend un vérin solidaire d'une paroi du bassin, l'arbre d.u piston du vérin portant un flotteur. Le vérin. imprime ainsi un mouvement alternatif dans un même plan. horizontal au flotteur.
L'utilisation. d'un système de ce type dans une piscine. nécessite des travaux importants le long d'une paroi de celle-ci.
D'autre part, l'utilisation d'un système de ce. type dans une piscine n'aura qu'une efficacité
alléatoire. En effet, lors du retour d'une vague (retour dû à la réflexion d'une vague sur une paroi) plusieurs cas sont possibles, dont entre autres .
- le flotteur agit lors du retour de la vague vers celui-ci, de sorte que le mouvement du flotteur s'oppose au mouvement de retour de la vague, c'est-à-dire qne l'énergie du flotteur est utilisée pour s'opposer au mouvement de retour de la vague ;
1e flotteur agit dans le creux d'une vague, de sorte que la puissance transmise par le flotteur au liquide à mettre en mouvement est faible puisque le flotteur se déplace toujours dans un même plan.
horizontal.
Enf in, puisque le flotteur reste dans un même plan horizontal, un tel flotteur joue le rôle de bar-rière ou d'absorbeur d'énergie d'une vague réfléchie.
Or. connait par le document EP-A-0 236 653 un système générateur de houle artificielle dans un bassin. Ce système comprend un vérin solidaire d'une paroi du bassin, l'arbre d.u piston du vérin portant un flotteur. Le vérin. imprime ainsi un mouvement alternatif dans un même plan. horizontal au flotteur.
L'utilisation. d'un système de ce type dans une piscine. nécessite des travaux importants le long d'une paroi de celle-ci.
D'autre part, l'utilisation d'un système de ce. type dans une piscine n'aura qu'une efficacité
alléatoire. En effet, lors du retour d'une vague (retour dû à la réflexion d'une vague sur une paroi) plusieurs cas sont possibles, dont entre autres .
- le flotteur agit lors du retour de la vague vers celui-ci, de sorte que le mouvement du flotteur s'oppose au mouvement de retour de la vague, c'est-à-dire qne l'énergie du flotteur est utilisée pour s'opposer au mouvement de retour de la vague ;
1e flotteur agit dans le creux d'une vague, de sorte que la puissance transmise par le flotteur au liquide à mettre en mouvement est faible puisque le flotteur se déplace toujours dans un même plan.
horizontal.
Enf in, puisque le flotteur reste dans un même plan horizontal, un tel flotteur joue le rôle de bar-rière ou d'absorbeur d'énergie d'une vague réfléchie.
3 On connaît également un dispositif pour piscine constitué d'un panneau sensiblement vertical relié à une paroi de la piscine, d'une part, par une articulation et, d'autre part, par un vérin. Ce dispositif connu permet de créer des vagues à la surface de la piscine. Ce dispositif nécessite des travaux d'infrastructure importants. De plus, l'énergie transmise au liquide dépendra du niveau de la vague en contact avec le panneau. Un tel dispositif consomme beaucoup d'énergie pour créer des vagues.
ibis On connait enfin par le document US-A-3477233 une machine pour créer des mouvements à la surface d'un liquide, cette machine comprenant une enveloppe formant un flotteur et un poids sur lequel est monté un motoréducteur dont l'arbre porte une manivelle.
Une barre relie ladite manivelle à un pivot gui est monté dans l'enveloppe susdite à la partie supérieure du flotteur. Le poids est supporté au moins partiellement par des ressorts.
Le flotteur ou enveloppe de cette machine est amarré à deux corps flottants au moyen de liens flexibles de manière à éviter des mouvements importants du flotteur à la surface du liquide, tout en permettant au flotteur d'osciller verticalement.
Cette machine est inapte à être utilisée de façon~efficiente pour créer des vagues puisqu'elle n'est pas munie d'un système de contrôle du déplacement du flotteur par rapport au poids. Bn effet, à titre d'exemple, si la position du poids par rapport au flotteur n'est pas en avance de phase de 94°, le mouvement créé par la machine sera aléatoire avec création par exemple de vagues et contre-vagues.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et 3 ter a entre autres pour objet un dispositif qui ne nécessite que peu d' énergie pour créer des vagues par exemple dans une piscine. En fait, le dispositif suivant l'invention permet entre autres d'utiliser au mieux l'énergie pour créer des mouvements à la surface d'une piscine.
En effet, dans le cas d'une piscine, le dispositif suivant l'invention n'est pas solidaire d'une paroi de la piscine et ne crée pas, en tant que tel, un obstacle statique aux mouvements créés. Il peut toutefois devenir un obstacle dynamique dans une forme d'utilisation particulière, dans laquelle le mouvement de déplacement des corps du dispositif est asservi en quadrature arrière par rapport aux mouvements des vagues.
Enfin, le fonctionnement du dispositif peut être asservi pour obtenir l'efficacité maximale. Ainsi, si on désire obtenir des mouvements d'amplitude maximale, on asservira le dispositif suivant l'invention en quadrature avant par rapport au mouvement des vagues créées.
ibis On connait enfin par le document US-A-3477233 une machine pour créer des mouvements à la surface d'un liquide, cette machine comprenant une enveloppe formant un flotteur et un poids sur lequel est monté un motoréducteur dont l'arbre porte une manivelle.
Une barre relie ladite manivelle à un pivot gui est monté dans l'enveloppe susdite à la partie supérieure du flotteur. Le poids est supporté au moins partiellement par des ressorts.
Le flotteur ou enveloppe de cette machine est amarré à deux corps flottants au moyen de liens flexibles de manière à éviter des mouvements importants du flotteur à la surface du liquide, tout en permettant au flotteur d'osciller verticalement.
Cette machine est inapte à être utilisée de façon~efficiente pour créer des vagues puisqu'elle n'est pas munie d'un système de contrôle du déplacement du flotteur par rapport au poids. Bn effet, à titre d'exemple, si la position du poids par rapport au flotteur n'est pas en avance de phase de 94°, le mouvement créé par la machine sera aléatoire avec création par exemple de vagues et contre-vagues.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et 3 ter a entre autres pour objet un dispositif qui ne nécessite que peu d' énergie pour créer des vagues par exemple dans une piscine. En fait, le dispositif suivant l'invention permet entre autres d'utiliser au mieux l'énergie pour créer des mouvements à la surface d'une piscine.
En effet, dans le cas d'une piscine, le dispositif suivant l'invention n'est pas solidaire d'une paroi de la piscine et ne crée pas, en tant que tel, un obstacle statique aux mouvements créés. Il peut toutefois devenir un obstacle dynamique dans une forme d'utilisation particulière, dans laquelle le mouvement de déplacement des corps du dispositif est asservi en quadrature arrière par rapport aux mouvements des vagues.
Enfin, le fonctionnement du dispositif peut être asservi pour obtenir l'efficacité maximale. Ainsi, si on désire obtenir des mouvements d'amplitude maximale, on asservira le dispositif suivant l'invention en quadrature avant par rapport au mouvement des vagues créées.
4 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
La présente :Lnvention vise un dispositif destiné
à créer un mouvement dans un liquide, ce liquide étant contenu dans un bassin délimité par une ou des parois, ledit dispositif comprenant un élément en contact avec le liquide qu'al faut mettre en mouvement, ledit élément étant un ensemble non so:Lidaire d'une paroi du bassin, ledit ensemble comprenant un premier et un deuxième corps (1,5), reliés entre eux par au moins un moyen ( 7 ) , ce moyen étant destiné à déplacer .Les corps l'un par rapport à l'autre, de manière à créer un mouvement dans le liquide, caractérisé
en ce que ledit dispositif est muni en outre d'un système de contrôle du déplacement des corps (1,5) l'un par rapport à l'autre, ce système de contrôle comprenant une unité
d'asservissement en vitesse (74) du déplacement des corps l'un par rapport: à :L'a.utre et une unité d'asservissement de la phase (75) du déplacement des corps l'un par rapport à
l'autre par rapport â la phase du mouvement créée dans le liquide.
De préférence, le dispositif est destiné à créer un mouvement dans un liquide, en particulier à la surface de celui-ci, ce liquide étant. contenu dans un bassin délimité par une ou des parois, en particulier dans une piscine. Le dispositif- comprend un élêment en contact avec le liquide dans lequel. ou à la surface duquel un mouvement doit être créê. Ledit élément est un ensemble flottant ou submergé non solidaire d'une paroi du bassin, ledit ensemble comprenant deux corps reliés entre eux par au moins un moyen, ce moyen étant destiné à déplacer les corps 3 0 1 ' un par rapports à 1 ' autre de manière â créer un mouvement dans le liquide, en particulier à la surface de celui-ci.
4a Par ensemble non solidaire d'une paroi du bassin on entend deux corps reliés entre eux par un moyen qui forme un ensemble flottant ou submergé libre de tout mouvement dans le liquide ou à la surface de celui-ci, mais également deux corps reliés entre eux par un moyen qui forme un ensemble fl«ttant ou immergé dont le mouvement dans le liquide ou à la surface du liquide est limité de manière à permettre un certain positionnement du corps flottant ou. immergé c3~ans le liquide ou à la surface de celui-ci (ancrage du dispositif suivant l'invention par exemple au moyen d'une corde pour obtenir le positionnement du dispositif dans ur.: volume déterminé du liquide ou une zone déterminée de .La surface dudit liquide).
Le premier corps est avantageusement une enveloppe dans laquelle le deuxième corps se déplace.
De préférence, le dispositif comprend également un moyen destiné à compenser au moins partiellement l'effet de la gravité du deuxième corps sur le premier corps. Ce moyen est par exemple
La présente :Lnvention vise un dispositif destiné
à créer un mouvement dans un liquide, ce liquide étant contenu dans un bassin délimité par une ou des parois, ledit dispositif comprenant un élément en contact avec le liquide qu'al faut mettre en mouvement, ledit élément étant un ensemble non so:Lidaire d'une paroi du bassin, ledit ensemble comprenant un premier et un deuxième corps (1,5), reliés entre eux par au moins un moyen ( 7 ) , ce moyen étant destiné à déplacer .Les corps l'un par rapport à l'autre, de manière à créer un mouvement dans le liquide, caractérisé
en ce que ledit dispositif est muni en outre d'un système de contrôle du déplacement des corps (1,5) l'un par rapport à l'autre, ce système de contrôle comprenant une unité
d'asservissement en vitesse (74) du déplacement des corps l'un par rapport: à :L'a.utre et une unité d'asservissement de la phase (75) du déplacement des corps l'un par rapport à
l'autre par rapport â la phase du mouvement créée dans le liquide.
De préférence, le dispositif est destiné à créer un mouvement dans un liquide, en particulier à la surface de celui-ci, ce liquide étant. contenu dans un bassin délimité par une ou des parois, en particulier dans une piscine. Le dispositif- comprend un élêment en contact avec le liquide dans lequel. ou à la surface duquel un mouvement doit être créê. Ledit élément est un ensemble flottant ou submergé non solidaire d'une paroi du bassin, ledit ensemble comprenant deux corps reliés entre eux par au moins un moyen, ce moyen étant destiné à déplacer les corps 3 0 1 ' un par rapports à 1 ' autre de manière â créer un mouvement dans le liquide, en particulier à la surface de celui-ci.
4a Par ensemble non solidaire d'une paroi du bassin on entend deux corps reliés entre eux par un moyen qui forme un ensemble flottant ou submergé libre de tout mouvement dans le liquide ou à la surface de celui-ci, mais également deux corps reliés entre eux par un moyen qui forme un ensemble fl«ttant ou immergé dont le mouvement dans le liquide ou à la surface du liquide est limité de manière à permettre un certain positionnement du corps flottant ou. immergé c3~ans le liquide ou à la surface de celui-ci (ancrage du dispositif suivant l'invention par exemple au moyen d'une corde pour obtenir le positionnement du dispositif dans ur.: volume déterminé du liquide ou une zone déterminée de .La surface dudit liquide).
Le premier corps est avantageusement une enveloppe dans laquelle le deuxième corps se déplace.
De préférence, le dispositif comprend également un moyen destiné à compenser au moins partiellement l'effet de la gravité du deuxième corps sur le premier corps. Ce moyen est par exemple
5 constitué d'un élément élastique placé entre le fond du premier corps et une face du deuxième corps.
Avantageusement, ledit moyen est un ressort dont une extrémité prend appui sur le fond du premier corps, tandis qu'une face du deuxième corps sensiblement parallèle audit fond repose sur l'autre extrémité du ressort.
Selon l'invention, le dispositif comprend un système de contrôle du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre. Un tel système peut comprendre au IS moins un capteur choisi parmi les capteurs destinés à
évaluer l'amplitude des vagues tel qu'un capteur d'écho de profondeur, les capteurs destinés à évaluer le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre, les capteurs destinés à évaluer l'enfoncement du premier corps, les accéléromètres, etc.
Dans une forme de réalisation, le premier corps est une cuve présentant un fond relié au deuxième corps par un vérin, le déplacement de la tige de celui ci provoquant le déplacement des corps l'un par rapport à
l'autre.
Dans une autre forme de réalisation, le dispositif suivant l'inventi.on comprend un moyen constitué d'un motoréducteur porté par un premier corps, ledit motoréducteur entraînant en rotation un arbre portant une manivelle, une bielle s'étendant entre ladite manivelle et le deuxième corps. Dans cette forme
Avantageusement, ledit moyen est un ressort dont une extrémité prend appui sur le fond du premier corps, tandis qu'une face du deuxième corps sensiblement parallèle audit fond repose sur l'autre extrémité du ressort.
Selon l'invention, le dispositif comprend un système de contrôle du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre. Un tel système peut comprendre au IS moins un capteur choisi parmi les capteurs destinés à
évaluer l'amplitude des vagues tel qu'un capteur d'écho de profondeur, les capteurs destinés à évaluer le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre, les capteurs destinés à évaluer l'enfoncement du premier corps, les accéléromètres, etc.
Dans une forme de réalisation, le premier corps est une cuve présentant un fond relié au deuxième corps par un vérin, le déplacement de la tige de celui ci provoquant le déplacement des corps l'un par rapport à
l'autre.
Dans une autre forme de réalisation, le dispositif suivant l'inventi.on comprend un moyen constitué d'un motoréducteur porté par un premier corps, ledit motoréducteur entraînant en rotation un arbre portant une manivelle, une bielle s'étendant entre ladite manivelle et le deuxième corps. Dans cette forme
6 de réalisation, le motoréducteur est avantageusement un motoréducteur à vitesse variable.
Le dispositif suivant l'invention comprend un système de contrôle comprenant une unité
d'asservissement en vitesse du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre, et une unité
d'asservissement de la phase du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre par rapport à la phase du mouvement créé dans le liquide ou à la surface de celui-ci.
Dans le cas d'un dispositif comprenant un moyen constitué d'un motoréducteur entraînant en rotation un arbre portant une manivelle reliée à une bielle dont une extrémité est reliée à un corps, le IS motoréducteur est avantageusement muni d'un premier capteur générant une fréquence proportionnelle à la vitesse du moteur entraînant le réducteur et, de préférence, d'un deuxième capteur dit de synchronisation émettant un signal lorsque le système bielle-manivelle est dans une position extrême.
L'unité d'asservissement en vitesse et l'unité
d'asservissement en phase sont reliées à un capteur générant une fréquence proportionnelle à la vitesse du motoréducteur, un deuxième capteur de synchronisation émettant un signal lorsque le système bielle-manivelle atteint une position extrême et un capteur d'accélération.
Le capteur de vitesse du motoréducteur ou plus exactement du moteur entraînant le réducteur et le capteur de synchronisation peut être du type comprenant une cellule photoélectrique, ladite cellule comprenant un émetteur et un récepteur entre lesquels se déplace une partie d'un disque solidaire de l'arbre du moteur entraînant ledit réducteur ou l'arbre du réducteur, ledit disque présentant une ou plusieurs encoches ou perforations permettant au récepteur de recevoir un signal émis par l'émetteur.
Dans une forme de réalisation préférée, le système de contrôle comprend une puce électronique ou un microprocesseur recevant par des câbles des signaux du capteur de vitesse du motoréducteur, du capteur de synchronisation et du capteur d'accélération et émettant un signal commandant l'alimentation du motoréducteur à
vitesse variable.
La puce électronique ou micropossesseur commande avantageusement l'alimentation du motoréducteur de manière à permettre une régulation en vitesse du motoréducteur. Dans une forme de réalisation, ladite Puce ou ledit microprocesseur comprend - une mémoire pour une valeur de consigne de vitesse du motoréducteur pour chaque tour, - une mémoire pour la période désirée du motoréducteur (inverse de la fréquence de 'rotation du motoréducteur) ;
- une unité de détermination de la période moyenne du motoréducteur sur plusieurs tours de' motoréduc teur ;
- une unité de détermination de l'écart existant entre la période moyenne et la période désirée, et ,~~~,'~ ~ s - une unité de modification de.la mémoire de consigne de vitesse du motoréducteur en fonction de l'écart mesuré, de manière à permettre une régulation. en.
vitesse du motoréducteur.
De préférence, la puce électronique ou microprocesseur comprend également une unité de traitement de signaux venant du capteur d'accélération, dans laquelle une valeur moyenne sur une période de temps déterminée et les valeurs minimale et maximale desdits signaux sort déterminées et dans laquelle au moyen, de ces valeurs, le moment lorsqu'une vague du mouvement é
la surface du liquide ou un mouvement dans le liquide passe par un état prédéterminé est déterminé, - une unité mesurant l'écart entre ledit moment et le moment du passage par un état extrème du système bielle-manivelle, - éventuellement un élément de traitement d'écarts de manière à déterminer un écart moyen sur plusieurs périodes, et un systëme comparant cet écart ou écart moyen à un écart optimal, ce système émettant un signal vers l'alimentation. du motoréducteur de manière à
corriger la différence existant entre l'écart ou écart moyen et l'écart optimal, c'est-à-dire le moment du passage par un état extréme du système bielle-manivelle par rapport au moment lorsqu'une vague à la surface du liquide ou un mouvement dans le liquide passe par ledit état prédéterminé (par 2~'~8~2'~
exemple dans le cas d'une piscine, l'état zéro c'est-à-dire l'état dans lequel la vague dans le liquide a atteint le niveau moyen).
Enfin la présente invention a encore pour objet un ensemble permettant de déterminer un moment quand un corps doit subir un enfoncement dans un liquide dans lequel ou à la surface duquel un mouvement doit être créé, de manière à obtenir un mouvement prédéterminé dans le bassin. ou piscine, en particulier à
la surface de .celui-ci.
Un tel ensemble peut être utilisé dans un dispositif suivant l'invention mais peut également être utilisé pour émettre un signal tel qu'un son indiquant par exemple à un nageur qu'il doit enfoncer un corps flottant, pour , obtenir un mouvement prédéterminé, par exemple des vagues d'amplitude maximale dans une piscine.
Cet ensemble comprend un , capteur d'accélération. relié à une puce électronique ou microprocesseur.
Ladite puce ou ledit microprocesseur comprend avantageusement . ' une unité de traitement de signaux venant du capteur d'accélération dans laquelle une valeur moyenne sur une période de temps déterminée et les valeurs minimale et maximale desdits signaux sort déterminées, et dans laquelle, au moyen de ces valeurs, le moment lorsqu'une vague à
la surface du liquide ou mouvement dans le liquide passe par un état prédéterminé est déterminé, i - une unité permettant,de déduire de ces valeuis des périodes de résonance des vagues ou du- mouvement 5 d'un. liquide contenu dans un bassin., et - un système émettant un signal pour l'enfoncement du corps pour obtenir des vagues ou un mouvement ayant une période proche d'une période de résonance.
D'autres particularités et détails de 1°invention ressortiront de la description' détaillée suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Dans ces dessins .
- les figures 1 à 4 montrent différentes formes de réalisation d°un dispositif suivant l'invention ;
- la figure 5 est une vue partielle suivant la ligne du dispositif représenté à la figure 3 ;
- la figure 6 est une vue d'une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
muni d'un dispositif électronique ;
- la figure 7 est une vue d'une dernière forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention ;
- la figure 8 représente schématiquement un système particulier de contrôle du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre ;
2~'~~22~
les figures 9 et 10 donnent au cours du temps la position des corps l'un par rapport à l'autre ainsi que le niveau N auquel se trouve le dispositif suivant l'invention, à la figure 9 , la position des corps l'un par rapport à l'autre étant en quadrature avant (déphasage d'un quart de période) par rapport au niveau N auquel se trouve le dispositif de manière à obtenir des vagues ou une agitation maximales, tandis qu'à la figure 10 la position des corps l'un par rapport é l'autre est ramenée dans une position en quadrature avant pir rapport au niveau N auquel se trouve le dispositif, et - la figure 11 est une vue schématique d'un ensemble émettant un signal au moment où un corps en particulier en corps flottant doit subir un enfoncement dans un liquide dans lequel ou à la surface duquel un mouvement doit être créé.
DESCRIPTION DE FORMES DE REALISATION
Le dispositif suivant l'invention est destiné
à créer un mouvement dans un lia_uide, en particulier à
la surface 8 d'un liquide contenu dans un bassin délimité par une ou des parois. Ce dispositif comprend un élément en contact avec le liquide dans lequel ou à
la surface duquel un mouvement doit être créé.
Dans une forme de réalisation montrée en coupe transversale à la figure 1, l'élément en contact avec le liquide par exemple à la surface duquel un mouvement doit être créé est un ensemble flottant 1 non solidaire d'une paroi du bassin. Cet ensemble comprend - un premier corps 1 se préser.tanz sous la forme d'une enveloppe ou cuve 2 tronconique munie d'ur fond 3 et d'un boudin flotteur 4 , - un deuxième corps 5 relié au premier corps 1 par au moins un moyén 7 destiné à déplacer le deûxième corps dans l'enveloppë 2 par rapport au fond 3, le déplacement (X) des corps l'un par rapport à
l'autre créant un mouvement dans le liquide, en 10. particulier à la surface 8 d'un liquide, par exemple d'un plan d'eau ou d'une piscine.
Le dispositif suivant l'invention comprend également des ressorts 9 destinés à compenser au moins partiellement l'effet de la gravité du deuxième corps 5 sur le premier corps 1. Ces. ressorts prennent appui par une de leurs extrémités sur le fond 3 du premier corps, tandis qu'une face 10 du deuxième corps 5 repose sur l'autre extrémité des ressorts 9. De façon avantageuse, ladite face 10 est sensiblement parallèle âu fond 3 du premier corps.
Le deuxième corps comprend deux chambres 11, 12 séparées l'une de l'autre par une paroi. La 25 chambre supérieure 11 contient, une mousse imbibée d'eau, cette eau servant à accroître le poids du deuxième corps. I1 va de soi que l'on aurait pu utiliser des barres de plomb, etc. pour accroftre 1,e poids du deuxième corps.
Toutefois l'utilisation d'une mousse inbibée d'eau permet, par l'évacuation de l'eau, de réduire le, poids total du dispositif lorsque celui-ci' doit être retiré d'un plan d'eau ou doit étre déplacé.
La mousse permet d'éviter que l'eau contenue dans la chambre 11 ne subisse des mouvements exagérés.
La deuxième chambre 12 ou chambre inférieure contient un système de contrôle 14 du déplacement de la tige 13 du vérin, ce vérin agissant comme moyen 7 destiné à déplacer les corps l'un par rapport à l'autre.
Ce système de contrôle 14 comprend un dispositif de régulation. 15 d'une pompe 16 montée sur un conduit 17 reliant la partie l9 du vérin 7 située sous son piston 18 à un réservoir 20. La partie 21 du vérin située au dessus du piston 18 est reliée au réservoir 20 par un conduit 22.
Le dispositif de régulation. 15 de la pompe 16 agit sur le moteur 28 entraînant celle-ci. Ce dispositif de régulation 15 règle l'énergie amenée au moteur de la pompe, cette énergie provenant d'une batterie 23 placée dans la deuxième chambre 12.
Lorsque le systèmè de régulation. 14 fonctionne au moyen d'un gaz ou que le réservoir 20 est équipé d'une membrane élastique, un système simple pour compenser au moins partiellement la gravité du deuxième corps sur le premier est constitué par un vérin relié à
un réservoir dont le volume est avantageusement supérieur à trois fois celui du vérin. Le gaz peut Vitre de l'air comprimé. Le volume du réservoir et la pression du gaz seront, de préférence, choisis de manière à obtenir un effet de compensation sensiblement linéaire.
Un système pouvant être utilisé pour déplacer les corps l'un par rapport à l'autre comporte une unité
de production ou un réservoir de gaz ou liquide comprimé, ce gaz ou liquide-comprimé étant destiné à
actionner le vérin. Un exemple d'unité de production de gaz comprimé est une unité où une réaction chimique et/ou physique a lieu, une telle unité est par exemple un moteur à explosion. ou une chambre dans laquelle du carbure de calcium est mélangé à de l'eau.
Différents capteurs sont reliés au dispositif de régulation 15 pour que ce dernier puisse tenir compte de la position. des corps l'un par rapport à l'autre, de l'enfoncement ou de l'accélération imprimée audit dispositif.
Ainsi le dispositif suivant l'invention est muni d'un accéléromètre 24 ou d'un capteur 25 destiné à
évaluer l'amplitude des vagues tel qu'un capteur d'écho de profondeur, d'un. capteur 26 destiné à évaluer l'enfoncement du premier corps et d'un capteur 27 destiné à mesurer le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre.
Le dispositif de régulation 15 permet de synchroniser le déplacement des corps l'un par rapport à
l'autre avec le mouvement des vagues.
Le deuxième corps 5 a avantageusement un poids qui est au moins 5 fois supérieur au poids du premier corps.
On a placé un dispositif du type représenté à
la figure 1 dans une piscine. Le premier corps était une cuve cylindrique de 70 cm de hauteur et de 78 cm de WO 91/14062 PCf/BE91/00020 15 2~'~°227 diamètre, cette cuve étant munie d'un boudin gonflant de 25 cm de diamètre, ce boudin étant fixé à mi-hauteur.
Le poids de ce premier corps était de 35 kg.
Le deuxième corps avait un poids de 170 kg et était déplacé par rapport au premier corps au moyen d'un moteur d°environ 400 Watts tandis que des ressorts (constante des ressorts . * 25 N/cm) compensaient l'effet de la gravité du deuxième corps sur le premier.
Le déplacement maximal des corps l'un par rapport à l'autre était d'environ 10,2 cm.
On a réglé la vitesse de le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre pour que ceux-ci s'écartent l'un de l'autre plus au moins 30 fois par minute, de manière à ce que la fréquence d'écartement des corps l'un par rapport à l'autre soit proche d'une fréquence de résonance des vagues (à 0,5~ prés).
. Or. a remarqué qu'une fois le dispositif suivant l'invention placé et mis en fonctionnement à la surface d'une piscine (50 m2), il était possible d'obtenir après 3 à 5 minutes des vagues de plus ou moins 80 cm de hauteur. On a également remarqué que le dispositif suivant l'invention avait lors de ces essais une aptitude à se placer de lui-même à l'endroit de la piscine le plus propice pour créer des vagues.
Il va de soi que si le dispositif était ur.
dispositif immergé dans un liquide, il pourrait se placer de lui-même à l'endroit le plus propice pour obtenir une agitation maximale dans le liquide.
15 2~~~~~~
diamètre, cette cuve étant munie d'un boudin gonflant de 25 cm de diamètre, ce boudin étant fix é à mi-hauteur.
Le poids de ce premier corps était de 35 kg.
Le deuxième corps avait un poids de 170 kg et était déplacé par rapport au premier corps au moyen d'un moteur d'environ 400 Watts tandis que des ressorts (constante des ressorts . + 25 N/cm) compensaient l'effet de la gravité du deuxième corps sur le premier.
Le déplacement maximal des corps l'un. par rapport à l'autre était d'environ 10,2 cm.
Or. a réglé la vitesse de le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre pour que ceux-ci s'écartent l'un de l'autre plus au moins 30 fois par minute, de manière à ce que la fréquence d'écartement des corps l'un par rapport à l'autre soit proche d'une fréquence de résonance des vagues (à 0,5~ près).
Or. a remarqué qu'une fois le dispositif suivant l'invention placé et mis en fonctionnement à la surface d'une piscine (50 m2), il était possible d'obtenir après 3 à 5 minutes des vagues de plus ou moins 80 cm de hauteur. On a également remarqué que le dispositif suivant l'invention avait lors de ces essais une aptitude à se placer de lui-même A l'endroit de la piscine le plus propice pour créer des vagues.
I1 va de soi que si le dispositif était ur.
dispositif immergé dans un liquide, il pourrait se placer de lui-même à l'endroit le plus propice pour obtenir une agitation maximale dans le liquide.
WO 91/14062 PCT/B~91/00020 Le dispositif suivant l'invention représenté
à la figure 1 comprend avantageusement un système de régulation relié à un capteur d'écho de profondeur,. ce système permettant de synchroniser le mouvement des corps l'un. par rapport à l'autre en fonction. de la position du dispositif par rapport à une vague.
Le dispositif suivant l'invention. peut également ètre utilisé pour créer des contre-vagues, c'est-à-dire pour créer par exemple un mouvement à la sûrface d'un. plan. d'eau s'opposant à des vagues créées naturellement ou artificiellement.
Le dispositif suivant l'invention peut également être utilisé dans des systèmes liquides à
plusieurs phases tels que des systèmes comprenant des liquides non miscibles et de densité différente. Dans ce cas le dispositif suivant 1°invention est avantageusement partiellement flottant par rapport au liquide de plus haute densité.
La figure 2 montre une deuxième forme de réalisation. d'un dispositif suivant l'invention.
Dans cette forme de réalisation le moyen 7 destiné à déplacer le premier corps 1 par rapport au corps 5, est constitué d'un motoréducteur 30 entrafnant en rotation, un arbre 31 dans le sens de la flèche Y et une sangle ou câble 32 s'étendant entre ledit arbre 31 et le deuxième corps 5. Le motoréducteur 30 est monté
sur un plateau 34 porté par le rebord supérieur 33 du corps 1.
Le fonctionnement de ce dispositif est décrit ci-après.
207q227 Perdant ur. temps V1 or. actionne le motoréducteur 30 de sorte que la sângle 32 s'enroule autour de l'arbre 31 de manière à déplacer les corps 1,5 l'un par rapport à l'autre.
Après ce temps V1, or. coupe le courant alimentant le motoréducteur 30 de sorte que, par l'action de la gravité sur le deuxième corps, la sangle ou càble 32 se déroule rapidement.
Lors du déroulement de la sangle ou du câble, l'arbre 31 est mis en rotation dans le sens de la flèche Z. La rotation de cet arbre permet au moteur entraînant le réducteur de travailler en dynamo ce qui permet de contrôler, grâce à une mesure de tension, la descente du deuxième corps 5 par rapport au premier corps 1.
Lorsque le deuxième corps 5 a terminé sa descente par rapport au premier corps, on alimente le motoréducteur 30 de manière à ce qu'il entraîne l'arbre 31 dans le sers de la flèche Z pour provoquer la remontée du corps 5 par rapport au corps 1.
Le cycle de fonctionnement du dispositif suivant l'invention peut ainsi se poursuivre.
I1 est possible d'agir dans un tel système sur le poids du deuxième corps 5, sur la hauteur de remontée du deuxième corps, sur le freinage dô au motoréducteur lors de la descente du deuxième corps, et sur la puissance du moteur entraînant le réducteur, pour obtenir la période de mouvement désirée.
Les figures 3, et 4 montrent d'autres moyens 7 qui peuvent étre utilisés pour déplacer les corps 1,5 r~0.'~~~'~' 1 s l'un par rapport à l'autre.
Dans la figure 3, le moyen. 7 est un motoré
ducteur 40 entraînant en rotation un disque 41 portant à
sa périphérie quatre parties de cornières en U 92.
Ce motoréducteur 40 est solidaire d'un plateau 43 prenant appui sur un rebord supérieur du premier corps 1.
Le deuxième corps 5 est relié à une tige 44 à
laquelle un bras 45 est articulé. La tige 44 peut coulisser dans un manchon 46 solidaire du premier corps 1. Le bras 45 porte à son extrémité libre un doigt 47 destiné à être engagé dans la gorge des cornières en U
42 (voir figure 5).
Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant Lors d'une demi-rotation A du disque 41, le bras 45 et la tige 44 sont tirés vers le haut de sorte que le deuxième corps 5 est soulevé.
Lors de l'autre demi-rotation S du disque, le doigt 47 n'est plus engagé dans la gorge d'une cornière 42 de sorte que, par l'action de la gravité sur le deuxième corps 5, la tige 44 et le bras 4'5 glissent rapidement dans le manchon.
La figure 4 est une vue en coupe d'une autre variante d'un moyen ? pouvant être utilisé dans un dispositif suivant l'invention..
2~7n227 Ce moyen 7 est constitué d'un vérin 50, la tige 51 du piston 52 de celui-ci étant solidaire du , deuxième corps 5.
Ce vérin 50 ou plus exactement la chambre 53 de celui-ci située en-dessous de son piston 52 est relié
à une pompe 54 par un conduit 55.
Lorsque le dispositif suivant l'invention est utilisé dans une piscine, cette pompe peut prélever de l'eau de la piscine pour agir sur le piston.
Le vérin qui est avantageusement solidaire du fond 3 du corps 1 présente une extrémité munie d'un 15. clapet 56 pouvant pivoter autour d'un arbre 57 (flèche Q). La fermeture du clapet 56 est assurée par un loquet 58 commandé électriquement (mouvement du loquet selon la flèche P).
Lorsque le piston est en position haute, on commande le loquet 58 de manière à permettre au clapet 56 de pivoter autour de l'arbre 57.
Ledit pivotement ou l'ouverture du clapet s'opère naturellement grâce à l'action de la gravité sur le corps 5 et grâce au fait que l'arbre 57 est excentré, c'est-à-dire qu'il n'est pas situé le long d'un axe de symétrie, du clapet 56.
L'action de la gravité sur le corps 5 permet l'évacuation de l'eau contenue dans la chambre 53 du vérin 50 jusqu'au moment où le doigt 59 solidaire du piston 52 touche une extrémité du clapet et provoque le pivotement de celui-ci et la fermeture de celui-ci par le loquet.
Le cycle de fonctionnement peut ainsi se poursuivre.
I1 va de soi qu'au lieu d'utiliser un vérin 5 en tant que moyen. 7 destiné à déplacer les corps 1,5 l'un par rapport à l'autre, or. aurait pu utiliser un système comprenant une bielle, une bielle manivelle, une came, etc.
10 Un système bielle-manivelle sera d'ailleurs décrit par après pour le dispositif représenté à la f figuré 6 .
De préférence, le centre de gravité du corps 15 5 est voisin du centre de portance ou de flottaison du dispositif de manière à assurer une stabilité relative du dispositif, avantageusement un équilibre parfaitement stable.
20 La figure 6 représente en coupe transversale une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention..
Ce dispositif comprend une enveloppe sphérique 2 et un corps 5 relié à l'enveloppe 2 par un moyen 7. ' Le corps 5 consiste en une série de disques 119 présentant une perforation centrale dans laquelle est placé un mandrin. 120 en Ertalor.~, l'ouverture centrale du mandrin livrant passage à une barre ou tige de guidage 121 solidaire de l'enveloppe 2.
L'utilisation, d'Ertalon permet de limiter les forces de frottement existant lors du glissement du mandrin le long de la tige 121.
21 20~~2~~
Le moyen 7 comprend - un moteur 122 monté sur le deuxième corps 5, l'arbre 123 duquel entraîne un réducteur 124, l'ensemble moteur-réducteur étant désigné ci-après par la notation de référence 150 ; ' - une manivelle 125 entraînée par l'arbre 140 du réducteur 124, et - une bielle 126 reliée à une extrémité par un pivot '.127 à la manivelle 125 et à son autre extrémité par un pivot 128 à la tige 121.
La bielle et la manivelle s'étendent dans des plans parallèles à la tige 121. La rotation de l'arbre 123 et donc de l'arbre 140 provoque la rotation de la manivelle 125 et dès lors le déplacement le long de la barre ou tige 121 du corps 5 (flèche O).
Avantageusement, un ou des ressorts 9 s'étendent entre le pivot 128 et le corps 5 pour compenser au moins partiellement l'effet de la gravit é.
Le dispositif suivant l'invention comprend un système de contr8le extérieur 9 la sphère. Ce système de contrôle commande l'alimentation du moto-réducteur 150 via un câble 129. Ce câble est en fait relié à une boîte 141 d'où partent deux fils 142 pour alimenter le motoréducteur et des.fils 143, 144, 145 vers un capteur d'accélération 77, un capteur de synchronisation, 76 (position du système bielle-manivelle) et un capteur de vitesse 60.
Le câble 129 permet aussi la transmission des signaux des capteurs vers le système de contrôle. Le câble 129 permet également au dispositif suivant l'invention. montré à la figure 6 de se déplacer librement sur la surface 8.
Le système de contrôle commande l'alimenta-tion du motoréducteur 150. Cette alimentation envoie par le câble 129 un courant dont la tension varie de 0 à 24 V vers le motoréducteur 150 . Le système permet d'ob-tenir ui~e erreur de la vitésse inférieure à ~ 0,5%; ceci ne voulant pas dire que la tension est constante. Cette alimentation est du type assurant une régulation deux quadrants, c'est-à-dire du type permettant un freinage ou une accélération.
de la vitesse de rotation, le sens de rotation restant toujours le mime.
Le dispositif suivant l'invention représenté
à la figure 7 comprend une enveloppe sphérique 2 dans laquelle se déplace un corps 5 présentant une ouverture centrale livrant passage à un organe de guidage 155 solidaire de l'enveloppe sphérique 2, ledit organe ayant la forme d'un manchon.
Le corps 5 comprend - une chambre 152 destinée à Vitre remplie d'eau de manière à accroître le poids du corps 5 ;
- le motoréducteur 150 qui entraine une manivelle 125 reliée par un pivot 127 à une bielle 126 dont une extrémité est reliée à un pivot 128 solidaire de l'organe de guidage 155 .
.- le système de contrôle 14, et WO 91/i4062 PC1'/BE91/00020 2~'~5~27 - une pompe 151 destinée à la vidange de la chambre 152.
L'enveloppe sphérique 2 présente à sa partie inférieure une cavité dans laquelle est logée une batterie 158 destinée à alimenter en courant 1e dispositif suivant l'invention, ainsi que les pompes de vidange 151 et de remplissage 161 de la chambre 152.
Cette batterie est fixée à l'enveloppe 2, par exemple, au moyen de tiges filetées et de boulons 170.
Le dispositif est muni d'un moyen. 9 pour compenser au moins partiellement l'action de la gravité
sur le corps 5. Ce moyen 9 est constitué d'un ressort s'étendant entre le pivot 128 et le motoréducteur 150 solidaire de la chambre 152.
La pompe de remplissage 161 est montée sur l'enveloppe sphërique 2. En fait, la pompe de remplissage 161 et la pompe de vidange 151 sont reliées entre elles par un canal 153. Ce canal 153 est constitué d'une chambre 156 dont la volume correspond à
l'espace libre laissé dans la cavité lors du logement de la batterie 158, de la canalisation formée par le manchon 155 et d'un tuyau souple 159 s'étendant entre la pompe de vidange 151 et la canalisation 155.
Pour permettre le remplissage de la chambre 152 ainsi que sa vidange, un tube 162 s'étend entre ~la chambre 152 et l'enveloppe sphérique 2 de manière à
permettre l'évacuation ou l'arrivée d'air dans la chambre 152.
Dans la forme de réalisation. représentée en coupe à la figure 7, ce tube 162 entre par un passage que présente le tuyau souple 159 dans J.e.canal 153 et sort dudit canal par l'extrémité 163 du manchon 155 opposée à celle adjacente de la batterie 158. Un couvercle 164 présentant une ouverture livrant passage au tube 162 ferme l'extrémité 163 du manchon 155 qui est opposée à celle adjacente à la batterie 158.
Le passage que présente le tuyau souple 159 pour introduire le tube 162 dans le canal 153 a de préférence une surface de passage supérieure à la surface de la section transversale du tube 162" de manière à permettre une communication 184 entre le canal 153 et la partie supérieure de 1â chambre 152. Cette communication 184 de faible dimension par rapport à la section transversale du tuyau 159 permet d'éviter tout effet de siphon du canal 153.
Les opérations de remplissage et de vidange de la chambre 152 seront brièvement décrites ci-après.
Pour remplir la chambre 152, la pompe 161 pousse de l'eau dans la chambre 156 et amène cette eau par le canal 153 dans la chambre 152. Cette eau sort par la pompe de vidange 151 qui n'est pas actionnée.
Lors de cette opération, l'air présent dans la chambre 152 est évacué par le tube 1,62. T1 est A noter qu'une fois que la quasi totalité de l'air est évacuée, le fonctionnement de la pompe 161 permet le passage d'eau par le tube 162. Cette eau sort alors de l'extrémité
adjacente au couvercle 164. De cette manière on obtient un dispositif suivant l'invention muni d'une fontaine.
Lorsque la pompe 161 n'est plus actionnée, la communication permet d'éviter que, par effet de syphon, la chambre 152 ne se vide.
Pour la vidange de la chambre 152, or.
actionne la pompe 151 (pompe 161 à l'arrêt). Cette pompe 151 pousse l'eau dans le canal 153 vers la pompe 161, cette eau sortant par cette pompe 161.
Le système de contrôle 14 reçoit des signaux d'un capteur de vitesse 60 du moteur 122 entraînant le réducteur 124, d'un capteur de synchronisation 76 et d'un capteur d'accélération 77.
Le courant provenant de la batterie 158 est amené au système de contrôle par les fils 169. Ce courant est modifié par le système de contrôle 14 avant d'être amené par les fils 160 au moteur 122 entraînant le réducteur 124.
La batterie 158 peut être rechargée par un courant transittant par un couplage magnétique. Pour effectûer ce couplage magnétique, l'enveloppe comprend la moitié d'un circuit magnétique 132, un bobinage 133 étant enroulé autour de cette moitié du circuit magnétique 132, ce bobinage étant relié via un redresseur (comprenant son électronique) 139 à la batterie 158.
Pour recharger la batterie 158, i1 suffit de mettre en face de la moitié 132 du circuit magnétique l'autre moitié 134 dudit circuit et de relier le bobinage 138 de cette autre moitié 134 à une source de courant alternatif.
A la figure 8 est représenté un système de contrôle du déplacement des corps T'un par rapport à
l'autre.
Ce système de contrôle comprend .
* une unité 74 d'asservissement en vitesse du motoréducteur (contrôle machine), unité destinée à
modifier l'alimentation du motoréducteur pour obtenir une vitesse de rotation. de celui-ci (par exemple vitesse de rotation de l'arbre 140 du réducteur . 20 à 60 tours/minutes) proche de la vitesse désirée (par exemple à + 0,5ô), et, * une unité 75 destinée à contrôler la phase du déplacement des corps entre eux par rapport à la phase du mouvement créé dans le liquide ou à la surface de celui-ci (contrôle système).
L'unité d'asservissement en vitesse 74 est reliée à un capteur de vitesse 60 du moteur 122 entraînant le réducteur et à un capteur de synchronisa tion 76 de l'arbre du motoréducteur 124, c'est-à-dire du système bielle-manivelle.
L'unité d'asservissement en phase 75 est reliée à un capteur d'accélération 77 et au capteur de synchronisation 76.
Le dispositif de contr8le comprenant une unité d'asservissement en vitesse 74 et une unité
d'asservissement en phase 75 fait avantageusement partie d'une puce électronique ou un microprocesseur 78 représenté en traits interrompus.
La puce électronique ou microprocesseur 78 émet un signal vers l'alimentation 131 du moteur 122 entraînant le réducteur 124.
27 2~~~~~7 L'unité d'asservissement en vitesse 74 du moteur comprend - une mémoire 81 pour une valeur de consigne de la vitesse du motoréducteur, valeur qui est transmise par le câble 82 à l'alimentation 131 ;
- une mémoire 83 pour la valeur de la période désirée du motoréducteur ;
- une étape de lecture 106 des signaux venant des capteurs ;
-, un test 107 pour déterminer si le tour du motoréducteur est terminé ; dans la négative, on retourne à l'étape de lecture 106 ;
une unité de traitement 84 des signaux provenant du capteur de vitesse 60 et du capteur de synchronisation 76 destinée à déterminer la période moyenne du motoréducteur (moyenne sur plusieurs tours du motoréducteur) ;
- une unité de détermination 85 de l'écart existant entre la période moyenne déterminée par 1'u~nité 84 et la valeur de la période de la mémoire 83, et - une unité de modification 86 de la valeur de consigne de la mémoire 81 en fonction de l'écart mesuré (par exemple par incrémentation ou retrait de la valeur de consigne d'une valeur égale à
l'écart multiplié par une constante) de manière à
obtenir une régulation en vitesse. du moteur.
L'asservissement en phase 75 comprend br ia ~~ l'' - une étape de lecture 93 de signaux provenant du capteur d'accélération 77 et une étape de lecture 94 des signaux du capteur de synchronisation 76 , - un test 95 pour déterminer si le tour du motoréducteur est terminé, dans la négative on retourne à l'étape~de lecture 94 ;
- ure unité de traitement 87 de signaux provenant de l'accéléromètre 77, cette unité 87 déterminant ha période d'une vague, la période moyenne des vagues (moyenne sur une période de temps déterminée), et l'amplitude minimale et maximale des vagues, cette unité permettant de déterminer grâce à ces valeurs le moment du passage de la vague par un état déterminé ;
- une u ni.té 98 récherchant la fréquence de résonance des vagues (par exemple par transformée de Fourrier ou de Hamilton) ;
- une unité 88 déterminant la vitesse moyenne du motoréducteur, sa période et comparant le moment du passage de la vague par un état déterminé (par exemple état dans lequel la vague atteint le niveau moyen) et le moment du passage par un état extrème du système bielle-manivelle, c'est-à-dire une unité
déterminant la différence existant entre la phase du motoréducteur et la phase de la vague ;
29 207~?2'~
- une unité de traitement 89 des différences de phase déterminées par l'unité 88, cette unité 89 déterminant une différence de phase moyenne et comparant cette différence de phase moyenne à la valeur de consigne d'une mémoire 90 ;
- un test '99 dans lequel la vitesse (fréquence de rotation) du motoréducteur est comparée à la fréquence de résonance des vagues et dans lequel l'anplitude des vagues est comparée à une valeur prédéterminée ( 10 cm *), si la différence er.tre~ la vitesse du motoréducteur et la fréquence de rés~nar~F est inférieure à 5â ou si l'amplitude est supérieure à la valeur prédéterminée, la valeur de différence de phase moyenne est envoyée au système 91, dans les autres cas, on retourne aux étapes de lecture 93, 94 pour un nouveau cycle d'asservissement en phase ;, - un système 91 modifiant une valeur de consigne de la vitesse du moteur d'une mémoire 92, valeur de consigne qui est transmise à l'alimentation 131 du motoréducteur, le cycle d'asservissement recommança~t alors aux étapes de lecture 93, 94.
Ce systéme 91 détermine le sens de correction de la vitesse (accroîssement ou diminution de la vitesse) ainsi que la variation de vitesse nécessaire poux rattraper la différence de phase. Cette variation.
est la valeur minimale entre une variation prédétermi née maximale et le produit d'un gain. par la différence de phase mesurée.
* : environ 10% du diamètre de l'enveloppe sphérique.
WO 91/14062 PCI'/BE91/00020 ~~~ ~ _ Ce système comporte une porte destinée, lorsque trop de corrections sont effectuées dans le méme sens, à modifier la vitessë de base du motoréducteur.
5 On notera que la puce électronique ou microprocesseur peut comporter une unité destinée à
modifier les valeurs désirées de différence de phase (mémoire 90) et de vitesse (mémoire 83) pour changer le mode du mouvement des vagues ou pour déplacer le 10 dispositif suivant l'invention dans une piscine, en particulier à la surface de celui-ci. En fait, le déplacement du dispositif peut être obtenu én créant des variations de différence de phase.
15 Aux figures 9 et 10 sort représentés, au cours du temps, la position des .corps.l'un par rapport à
l'autre, ainsi que le niveau N auquel se trouve le dispositif suivant l'invention.
20 A la figure 9 est représentée la position des corps l'un par rapport à l'autre pour obtenir des vagues d'amplitude maximale. Comme or. le remarquera le corps 5 se déplaçant par rapport à l'enveloppe 2 est en avance de phase de 90°, c'est-à-dire que le corps 5 est 25 dans sa position milieu lorsgue le dispositif suivant l'invention est au niveau maximal ou minimal d'une vague (temps t1, t'3, t5) et est en position extrème lorsque le dispositif est au niveau moyen (temps t2, t4). En fait, le corps 5 est en position extréme inférieure à un 30 mouvement t2 qui est un quart de période avant que la vague n'atteigne son niveau minimal (temps t3).
Si on désire amortir des vagues d'une piscine de façon rapide, on modifie la phase du ~ déplacement des corps entre eux, de manière à ce que WO 91/14062 PCTlBE91/00020 ledit déplacement soit en quadrature arrière par rapport au mouvement des vagues.
A la figure 10, le dispositif suivant l'invention est déphasé de -90° (quadrature arrière) par rapport à la vague. Au temps t2 le corps 5 est en position milieu, tandis que le niveau de la vague est le niveau maximum. Au temps t3, le niveau est ur, niveau intermédiaire entre le niveau maximum et le niveau moyen, tandis que le corps 5 s'est rapproché du sommet de l'enveloppe 2. Au temps t4, le corps 5 est voisin du sommét de l'enveloppe 2, tandis que le dispositif est à
un niveau intermédiaire entre le niveau maximum et le niveau moyen. Au temps t5, le corps 5 descend et atteint au temps t6 la position milieu. Le niveau est le niveau minimum au temps t6.
Pour remettre le dispositif suivant l'invention en avance de phase de 90° (situation représentée à la figure 10), on modifie la vitesse de rotation du moteur au temps t$ (moment où la position bielle-manivelle est une position extrème - point mort bas - position représentée à la figure 6). A la figure 10, on a également représenté la position de la manivelle au cours du .temps. Dans cette représentation le point C est la liaison manivelle-bielle, tandis que le trait T est la position de la manivelle par rapport au point C.
En fait, dans le cas représenté à la figure 10, on a diminué la vitesse de rotation du moteur d'un facteur deux au temps t$ de manière à ce qu'après un demi-tour de manivelle le corps 5 soit adjacent du sommet de l'enveloppe 2, tandis que le dispositif est au niveau moyen (temps t16). Entre le temps t8 et tl6,.le corps 5 passe d'une position. adjacente de fond de l'enveloppe 2 à une position adjacente du sommet de l'enveloppe 2.
Au temps t16, la vitesse de rotation normale du moteur est rétablie.
La présente invention a encore pour objet un ensemble émettant un signal au moment où un corps en particulier un corps flottant doit subir un enfoncement dans un liquide dans lequel ou à la surface duquel un.
mouvèment doit être créé.
Un tel ensemble est avantageusement monté
dais un dispositif suivant l'invention. Toutefois, un tel ensemble peut également étre utilisé pour déterminer le moment où un nageur doit enfoncer un corps flottant pour obtenir un mouvement en particulier à la surface d'une piscine.
Cet ensemble comprend un capteur d'accélération 200 relié à une puce électronique ou un microprocesseur 201 (voir,figure 11).
Grâce aux signaux envoyés par le capteur d'accélération 200 vers la puce électronique ou microprocesseur 201, la période, les niveaux minimum et maximum de la vague ainsi que le moment lorsqu'une vague du mouvement à la surface du liquide ou un mouvement dans celui-ci passe par un état spécifié (en particulier dans le cas d'une piscine, l'état dans lequel la vague atteint atteint le niveau moyen) peuvent être détermi-nés. Au moyen de ces valeurs, la puce 201 détermine par une étape de recherche 202 des fréquences de résonance des vagues dans la piscine ou bassin. Cette étape de recherche peut se faire au moyen de transformée de Fourrier ou de Hamilton.
Lorsqu'une fréquence de résonance est déterminée, la puce détermine la période de résonance de la vague et détermine le moment auquel le corps flottant doit être enfoncé. La puce émet alors un signal vers un système d'avertissement 203. Un tel signal est par exemple un son, un signal lumineux, etc qui avertit ur.
rageur qu'il doit enfoncer un corps flottant.
Avantageusement, le système d'avertissement 203 comprend une unité 204 avançant l'émission du signal par rapport au moment d'enfoncement pour tenir compte du temps de réponse du nageur.
Ce qui correspond au cas particulier du dispositif représenté à la figure 6 où la puce détermine la période du moteur pour obtenir ou se rapprocher de la période de résonance calculée de la vague (écart de 0,5$). Cette valeur de période du moteur est stockée dans la mémoire 83 de l'unité d'asservissement er.
vitesse 74.
Enfin, le corps flottant peut également comprendre un capteur de pression 205 destiné é
déterminer la force exercée par le nageur lors de l'enfoncement du corps. La mesure de pression peut étre effectuée en utilisant un corps flottant en matière souple. De cette manière, la force exeréée par le nageur provoque une déformation du corps et dès lors provoque une variation du volume du corps flottant et donc de la pression règnant à l'intérieur de celui-ci.
Cette mesure de pression est envoyée à la puce électronique de manière é prendre en considération cette ~'~t'~
variable pour déterminer le moment de l'enfoncement du corps pour obtenir une vague d'amplitude maximale.
I1 va de soi que bien. des modifications peuvent être apportées au dispositif suivant l'invention.
Ainsi l'énergie nécessaire pour le fonctionnement du dispositif suivant l'invention peut être fournie par des batteries, des cellules solaires, des batteries rechargeables par exemple par couplage magnétique, etc.
En tant qu'accéléromètre, on peut utiliser une jauge de contraintes cette jauge exprimant le mouve ment de la charge.
Le système de contrôle du dispositif suivant l'invention peut être situé hors ou dans du dispositif suivant l'invention. Le dispositif peut être muni d'un émetteur-récepteur de signaux par exemple des ondes radio,..., lesdits signaux étant captés ou émis par un émetteur-récepteur connecté à un microprocesseur.
Pour des bassins de petites dimensions (par exemple jusque 50 m2 de surface) l'énergie nécessaire pour obtenir des vagues de grande amplitude 8 l'aide du dispositif représenté à la figure 5 (diamètre de l'enveloppe sphérique ~ 0,75 m) était de l'ordre de 100 Watts. Cette énergie peut être réduite à environ 40 Watts lorsque des vagues de faible amplitude doivent être obtenues. (Poids total du dispositif . ~ 100 kg).
Le dispositif suivant l'invention peut être utilisé dans des bassins clos ou semi-clos permettant d'obtenir des mouvements résonants, tels que piscines, ports de- plaisance, bassin d'agrément, bassins de 5 décantation, bassin de purification d'eau, bassin de traitement de boue. etc , dans des processus chimiques, etc.
De préférence, le mouvement des corps l'un 10 par rapport à l'autre est vertical. Toutefois, ce mouvement aurait pu être horizontal. Ce mouvement peut être continu ou intermitent, selon un mode sinusoîdal ou impulsionnel.
15 Enfin dans le cas de piscine, il peut dtre avantageux de placer le long des parois des singularitês destinées à réduire la profondeur de la piscine le long de ces parois et donc de limiter .la hauteur des vagues le long des parois.
Des expériences ont également montré que les mouvements au voisinage du fond d'une piscine sont très particuliers et que ces mouvements permettent que des crasses s'accumulent à des endroits précis du fond. Ceci facilite ainsi le nettoyage de la piscine puisque les crasses sont localisées à des endroits déterminés.
Ces expériences ont également montré que l'on pouvait obtenir différentes natures de vagues (différents modes, telles que des vagues solitaires, etc) en fonction de l'exitation (continue ou intermitente, selon un mode sinusoidal ou impulsionnel).
Le dispositif suivant l'invention comprend un système de contrôle comprenant une unité
d'asservissement en vitesse du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre, et une unité
d'asservissement de la phase du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre par rapport à la phase du mouvement créé dans le liquide ou à la surface de celui-ci.
Dans le cas d'un dispositif comprenant un moyen constitué d'un motoréducteur entraînant en rotation un arbre portant une manivelle reliée à une bielle dont une extrémité est reliée à un corps, le IS motoréducteur est avantageusement muni d'un premier capteur générant une fréquence proportionnelle à la vitesse du moteur entraînant le réducteur et, de préférence, d'un deuxième capteur dit de synchronisation émettant un signal lorsque le système bielle-manivelle est dans une position extrême.
L'unité d'asservissement en vitesse et l'unité
d'asservissement en phase sont reliées à un capteur générant une fréquence proportionnelle à la vitesse du motoréducteur, un deuxième capteur de synchronisation émettant un signal lorsque le système bielle-manivelle atteint une position extrême et un capteur d'accélération.
Le capteur de vitesse du motoréducteur ou plus exactement du moteur entraînant le réducteur et le capteur de synchronisation peut être du type comprenant une cellule photoélectrique, ladite cellule comprenant un émetteur et un récepteur entre lesquels se déplace une partie d'un disque solidaire de l'arbre du moteur entraînant ledit réducteur ou l'arbre du réducteur, ledit disque présentant une ou plusieurs encoches ou perforations permettant au récepteur de recevoir un signal émis par l'émetteur.
Dans une forme de réalisation préférée, le système de contrôle comprend une puce électronique ou un microprocesseur recevant par des câbles des signaux du capteur de vitesse du motoréducteur, du capteur de synchronisation et du capteur d'accélération et émettant un signal commandant l'alimentation du motoréducteur à
vitesse variable.
La puce électronique ou micropossesseur commande avantageusement l'alimentation du motoréducteur de manière à permettre une régulation en vitesse du motoréducteur. Dans une forme de réalisation, ladite Puce ou ledit microprocesseur comprend - une mémoire pour une valeur de consigne de vitesse du motoréducteur pour chaque tour, - une mémoire pour la période désirée du motoréducteur (inverse de la fréquence de 'rotation du motoréducteur) ;
- une unité de détermination de la période moyenne du motoréducteur sur plusieurs tours de' motoréduc teur ;
- une unité de détermination de l'écart existant entre la période moyenne et la période désirée, et ,~~~,'~ ~ s - une unité de modification de.la mémoire de consigne de vitesse du motoréducteur en fonction de l'écart mesuré, de manière à permettre une régulation. en.
vitesse du motoréducteur.
De préférence, la puce électronique ou microprocesseur comprend également une unité de traitement de signaux venant du capteur d'accélération, dans laquelle une valeur moyenne sur une période de temps déterminée et les valeurs minimale et maximale desdits signaux sort déterminées et dans laquelle au moyen, de ces valeurs, le moment lorsqu'une vague du mouvement é
la surface du liquide ou un mouvement dans le liquide passe par un état prédéterminé est déterminé, - une unité mesurant l'écart entre ledit moment et le moment du passage par un état extrème du système bielle-manivelle, - éventuellement un élément de traitement d'écarts de manière à déterminer un écart moyen sur plusieurs périodes, et un systëme comparant cet écart ou écart moyen à un écart optimal, ce système émettant un signal vers l'alimentation. du motoréducteur de manière à
corriger la différence existant entre l'écart ou écart moyen et l'écart optimal, c'est-à-dire le moment du passage par un état extréme du système bielle-manivelle par rapport au moment lorsqu'une vague à la surface du liquide ou un mouvement dans le liquide passe par ledit état prédéterminé (par 2~'~8~2'~
exemple dans le cas d'une piscine, l'état zéro c'est-à-dire l'état dans lequel la vague dans le liquide a atteint le niveau moyen).
Enfin la présente invention a encore pour objet un ensemble permettant de déterminer un moment quand un corps doit subir un enfoncement dans un liquide dans lequel ou à la surface duquel un mouvement doit être créé, de manière à obtenir un mouvement prédéterminé dans le bassin. ou piscine, en particulier à
la surface de .celui-ci.
Un tel ensemble peut être utilisé dans un dispositif suivant l'invention mais peut également être utilisé pour émettre un signal tel qu'un son indiquant par exemple à un nageur qu'il doit enfoncer un corps flottant, pour , obtenir un mouvement prédéterminé, par exemple des vagues d'amplitude maximale dans une piscine.
Cet ensemble comprend un , capteur d'accélération. relié à une puce électronique ou microprocesseur.
Ladite puce ou ledit microprocesseur comprend avantageusement . ' une unité de traitement de signaux venant du capteur d'accélération dans laquelle une valeur moyenne sur une période de temps déterminée et les valeurs minimale et maximale desdits signaux sort déterminées, et dans laquelle, au moyen de ces valeurs, le moment lorsqu'une vague à
la surface du liquide ou mouvement dans le liquide passe par un état prédéterminé est déterminé, i - une unité permettant,de déduire de ces valeuis des périodes de résonance des vagues ou du- mouvement 5 d'un. liquide contenu dans un bassin., et - un système émettant un signal pour l'enfoncement du corps pour obtenir des vagues ou un mouvement ayant une période proche d'une période de résonance.
D'autres particularités et détails de 1°invention ressortiront de la description' détaillée suivante dans laquelle il est fait référence aux dessins ci-annexés.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
Dans ces dessins .
- les figures 1 à 4 montrent différentes formes de réalisation d°un dispositif suivant l'invention ;
- la figure 5 est une vue partielle suivant la ligne du dispositif représenté à la figure 3 ;
- la figure 6 est une vue d'une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention.
muni d'un dispositif électronique ;
- la figure 7 est une vue d'une dernière forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention ;
- la figure 8 représente schématiquement un système particulier de contrôle du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre ;
2~'~~22~
les figures 9 et 10 donnent au cours du temps la position des corps l'un par rapport à l'autre ainsi que le niveau N auquel se trouve le dispositif suivant l'invention, à la figure 9 , la position des corps l'un par rapport à l'autre étant en quadrature avant (déphasage d'un quart de période) par rapport au niveau N auquel se trouve le dispositif de manière à obtenir des vagues ou une agitation maximales, tandis qu'à la figure 10 la position des corps l'un par rapport é l'autre est ramenée dans une position en quadrature avant pir rapport au niveau N auquel se trouve le dispositif, et - la figure 11 est une vue schématique d'un ensemble émettant un signal au moment où un corps en particulier en corps flottant doit subir un enfoncement dans un liquide dans lequel ou à la surface duquel un mouvement doit être créé.
DESCRIPTION DE FORMES DE REALISATION
Le dispositif suivant l'invention est destiné
à créer un mouvement dans un lia_uide, en particulier à
la surface 8 d'un liquide contenu dans un bassin délimité par une ou des parois. Ce dispositif comprend un élément en contact avec le liquide dans lequel ou à
la surface duquel un mouvement doit être créé.
Dans une forme de réalisation montrée en coupe transversale à la figure 1, l'élément en contact avec le liquide par exemple à la surface duquel un mouvement doit être créé est un ensemble flottant 1 non solidaire d'une paroi du bassin. Cet ensemble comprend - un premier corps 1 se préser.tanz sous la forme d'une enveloppe ou cuve 2 tronconique munie d'ur fond 3 et d'un boudin flotteur 4 , - un deuxième corps 5 relié au premier corps 1 par au moins un moyén 7 destiné à déplacer le deûxième corps dans l'enveloppë 2 par rapport au fond 3, le déplacement (X) des corps l'un par rapport à
l'autre créant un mouvement dans le liquide, en 10. particulier à la surface 8 d'un liquide, par exemple d'un plan d'eau ou d'une piscine.
Le dispositif suivant l'invention comprend également des ressorts 9 destinés à compenser au moins partiellement l'effet de la gravité du deuxième corps 5 sur le premier corps 1. Ces. ressorts prennent appui par une de leurs extrémités sur le fond 3 du premier corps, tandis qu'une face 10 du deuxième corps 5 repose sur l'autre extrémité des ressorts 9. De façon avantageuse, ladite face 10 est sensiblement parallèle âu fond 3 du premier corps.
Le deuxième corps comprend deux chambres 11, 12 séparées l'une de l'autre par une paroi. La 25 chambre supérieure 11 contient, une mousse imbibée d'eau, cette eau servant à accroître le poids du deuxième corps. I1 va de soi que l'on aurait pu utiliser des barres de plomb, etc. pour accroftre 1,e poids du deuxième corps.
Toutefois l'utilisation d'une mousse inbibée d'eau permet, par l'évacuation de l'eau, de réduire le, poids total du dispositif lorsque celui-ci' doit être retiré d'un plan d'eau ou doit étre déplacé.
La mousse permet d'éviter que l'eau contenue dans la chambre 11 ne subisse des mouvements exagérés.
La deuxième chambre 12 ou chambre inférieure contient un système de contrôle 14 du déplacement de la tige 13 du vérin, ce vérin agissant comme moyen 7 destiné à déplacer les corps l'un par rapport à l'autre.
Ce système de contrôle 14 comprend un dispositif de régulation. 15 d'une pompe 16 montée sur un conduit 17 reliant la partie l9 du vérin 7 située sous son piston 18 à un réservoir 20. La partie 21 du vérin située au dessus du piston 18 est reliée au réservoir 20 par un conduit 22.
Le dispositif de régulation. 15 de la pompe 16 agit sur le moteur 28 entraînant celle-ci. Ce dispositif de régulation 15 règle l'énergie amenée au moteur de la pompe, cette énergie provenant d'une batterie 23 placée dans la deuxième chambre 12.
Lorsque le systèmè de régulation. 14 fonctionne au moyen d'un gaz ou que le réservoir 20 est équipé d'une membrane élastique, un système simple pour compenser au moins partiellement la gravité du deuxième corps sur le premier est constitué par un vérin relié à
un réservoir dont le volume est avantageusement supérieur à trois fois celui du vérin. Le gaz peut Vitre de l'air comprimé. Le volume du réservoir et la pression du gaz seront, de préférence, choisis de manière à obtenir un effet de compensation sensiblement linéaire.
Un système pouvant être utilisé pour déplacer les corps l'un par rapport à l'autre comporte une unité
de production ou un réservoir de gaz ou liquide comprimé, ce gaz ou liquide-comprimé étant destiné à
actionner le vérin. Un exemple d'unité de production de gaz comprimé est une unité où une réaction chimique et/ou physique a lieu, une telle unité est par exemple un moteur à explosion. ou une chambre dans laquelle du carbure de calcium est mélangé à de l'eau.
Différents capteurs sont reliés au dispositif de régulation 15 pour que ce dernier puisse tenir compte de la position. des corps l'un par rapport à l'autre, de l'enfoncement ou de l'accélération imprimée audit dispositif.
Ainsi le dispositif suivant l'invention est muni d'un accéléromètre 24 ou d'un capteur 25 destiné à
évaluer l'amplitude des vagues tel qu'un capteur d'écho de profondeur, d'un. capteur 26 destiné à évaluer l'enfoncement du premier corps et d'un capteur 27 destiné à mesurer le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre.
Le dispositif de régulation 15 permet de synchroniser le déplacement des corps l'un par rapport à
l'autre avec le mouvement des vagues.
Le deuxième corps 5 a avantageusement un poids qui est au moins 5 fois supérieur au poids du premier corps.
On a placé un dispositif du type représenté à
la figure 1 dans une piscine. Le premier corps était une cuve cylindrique de 70 cm de hauteur et de 78 cm de WO 91/14062 PCf/BE91/00020 15 2~'~°227 diamètre, cette cuve étant munie d'un boudin gonflant de 25 cm de diamètre, ce boudin étant fixé à mi-hauteur.
Le poids de ce premier corps était de 35 kg.
Le deuxième corps avait un poids de 170 kg et était déplacé par rapport au premier corps au moyen d'un moteur d°environ 400 Watts tandis que des ressorts (constante des ressorts . * 25 N/cm) compensaient l'effet de la gravité du deuxième corps sur le premier.
Le déplacement maximal des corps l'un par rapport à l'autre était d'environ 10,2 cm.
On a réglé la vitesse de le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre pour que ceux-ci s'écartent l'un de l'autre plus au moins 30 fois par minute, de manière à ce que la fréquence d'écartement des corps l'un par rapport à l'autre soit proche d'une fréquence de résonance des vagues (à 0,5~ prés).
. Or. a remarqué qu'une fois le dispositif suivant l'invention placé et mis en fonctionnement à la surface d'une piscine (50 m2), il était possible d'obtenir après 3 à 5 minutes des vagues de plus ou moins 80 cm de hauteur. On a également remarqué que le dispositif suivant l'invention avait lors de ces essais une aptitude à se placer de lui-même à l'endroit de la piscine le plus propice pour créer des vagues.
Il va de soi que si le dispositif était ur.
dispositif immergé dans un liquide, il pourrait se placer de lui-même à l'endroit le plus propice pour obtenir une agitation maximale dans le liquide.
15 2~~~~~~
diamètre, cette cuve étant munie d'un boudin gonflant de 25 cm de diamètre, ce boudin étant fix é à mi-hauteur.
Le poids de ce premier corps était de 35 kg.
Le deuxième corps avait un poids de 170 kg et était déplacé par rapport au premier corps au moyen d'un moteur d'environ 400 Watts tandis que des ressorts (constante des ressorts . + 25 N/cm) compensaient l'effet de la gravité du deuxième corps sur le premier.
Le déplacement maximal des corps l'un. par rapport à l'autre était d'environ 10,2 cm.
Or. a réglé la vitesse de le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre pour que ceux-ci s'écartent l'un de l'autre plus au moins 30 fois par minute, de manière à ce que la fréquence d'écartement des corps l'un par rapport à l'autre soit proche d'une fréquence de résonance des vagues (à 0,5~ près).
Or. a remarqué qu'une fois le dispositif suivant l'invention placé et mis en fonctionnement à la surface d'une piscine (50 m2), il était possible d'obtenir après 3 à 5 minutes des vagues de plus ou moins 80 cm de hauteur. On a également remarqué que le dispositif suivant l'invention avait lors de ces essais une aptitude à se placer de lui-même A l'endroit de la piscine le plus propice pour créer des vagues.
I1 va de soi que si le dispositif était ur.
dispositif immergé dans un liquide, il pourrait se placer de lui-même à l'endroit le plus propice pour obtenir une agitation maximale dans le liquide.
WO 91/14062 PCT/B~91/00020 Le dispositif suivant l'invention représenté
à la figure 1 comprend avantageusement un système de régulation relié à un capteur d'écho de profondeur,. ce système permettant de synchroniser le mouvement des corps l'un. par rapport à l'autre en fonction. de la position du dispositif par rapport à une vague.
Le dispositif suivant l'invention. peut également ètre utilisé pour créer des contre-vagues, c'est-à-dire pour créer par exemple un mouvement à la sûrface d'un. plan. d'eau s'opposant à des vagues créées naturellement ou artificiellement.
Le dispositif suivant l'invention peut également être utilisé dans des systèmes liquides à
plusieurs phases tels que des systèmes comprenant des liquides non miscibles et de densité différente. Dans ce cas le dispositif suivant 1°invention est avantageusement partiellement flottant par rapport au liquide de plus haute densité.
La figure 2 montre une deuxième forme de réalisation. d'un dispositif suivant l'invention.
Dans cette forme de réalisation le moyen 7 destiné à déplacer le premier corps 1 par rapport au corps 5, est constitué d'un motoréducteur 30 entrafnant en rotation, un arbre 31 dans le sens de la flèche Y et une sangle ou câble 32 s'étendant entre ledit arbre 31 et le deuxième corps 5. Le motoréducteur 30 est monté
sur un plateau 34 porté par le rebord supérieur 33 du corps 1.
Le fonctionnement de ce dispositif est décrit ci-après.
207q227 Perdant ur. temps V1 or. actionne le motoréducteur 30 de sorte que la sângle 32 s'enroule autour de l'arbre 31 de manière à déplacer les corps 1,5 l'un par rapport à l'autre.
Après ce temps V1, or. coupe le courant alimentant le motoréducteur 30 de sorte que, par l'action de la gravité sur le deuxième corps, la sangle ou càble 32 se déroule rapidement.
Lors du déroulement de la sangle ou du câble, l'arbre 31 est mis en rotation dans le sens de la flèche Z. La rotation de cet arbre permet au moteur entraînant le réducteur de travailler en dynamo ce qui permet de contrôler, grâce à une mesure de tension, la descente du deuxième corps 5 par rapport au premier corps 1.
Lorsque le deuxième corps 5 a terminé sa descente par rapport au premier corps, on alimente le motoréducteur 30 de manière à ce qu'il entraîne l'arbre 31 dans le sers de la flèche Z pour provoquer la remontée du corps 5 par rapport au corps 1.
Le cycle de fonctionnement du dispositif suivant l'invention peut ainsi se poursuivre.
I1 est possible d'agir dans un tel système sur le poids du deuxième corps 5, sur la hauteur de remontée du deuxième corps, sur le freinage dô au motoréducteur lors de la descente du deuxième corps, et sur la puissance du moteur entraînant le réducteur, pour obtenir la période de mouvement désirée.
Les figures 3, et 4 montrent d'autres moyens 7 qui peuvent étre utilisés pour déplacer les corps 1,5 r~0.'~~~'~' 1 s l'un par rapport à l'autre.
Dans la figure 3, le moyen. 7 est un motoré
ducteur 40 entraînant en rotation un disque 41 portant à
sa périphérie quatre parties de cornières en U 92.
Ce motoréducteur 40 est solidaire d'un plateau 43 prenant appui sur un rebord supérieur du premier corps 1.
Le deuxième corps 5 est relié à une tige 44 à
laquelle un bras 45 est articulé. La tige 44 peut coulisser dans un manchon 46 solidaire du premier corps 1. Le bras 45 porte à son extrémité libre un doigt 47 destiné à être engagé dans la gorge des cornières en U
42 (voir figure 5).
Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant Lors d'une demi-rotation A du disque 41, le bras 45 et la tige 44 sont tirés vers le haut de sorte que le deuxième corps 5 est soulevé.
Lors de l'autre demi-rotation S du disque, le doigt 47 n'est plus engagé dans la gorge d'une cornière 42 de sorte que, par l'action de la gravité sur le deuxième corps 5, la tige 44 et le bras 4'5 glissent rapidement dans le manchon.
La figure 4 est une vue en coupe d'une autre variante d'un moyen ? pouvant être utilisé dans un dispositif suivant l'invention..
2~7n227 Ce moyen 7 est constitué d'un vérin 50, la tige 51 du piston 52 de celui-ci étant solidaire du , deuxième corps 5.
Ce vérin 50 ou plus exactement la chambre 53 de celui-ci située en-dessous de son piston 52 est relié
à une pompe 54 par un conduit 55.
Lorsque le dispositif suivant l'invention est utilisé dans une piscine, cette pompe peut prélever de l'eau de la piscine pour agir sur le piston.
Le vérin qui est avantageusement solidaire du fond 3 du corps 1 présente une extrémité munie d'un 15. clapet 56 pouvant pivoter autour d'un arbre 57 (flèche Q). La fermeture du clapet 56 est assurée par un loquet 58 commandé électriquement (mouvement du loquet selon la flèche P).
Lorsque le piston est en position haute, on commande le loquet 58 de manière à permettre au clapet 56 de pivoter autour de l'arbre 57.
Ledit pivotement ou l'ouverture du clapet s'opère naturellement grâce à l'action de la gravité sur le corps 5 et grâce au fait que l'arbre 57 est excentré, c'est-à-dire qu'il n'est pas situé le long d'un axe de symétrie, du clapet 56.
L'action de la gravité sur le corps 5 permet l'évacuation de l'eau contenue dans la chambre 53 du vérin 50 jusqu'au moment où le doigt 59 solidaire du piston 52 touche une extrémité du clapet et provoque le pivotement de celui-ci et la fermeture de celui-ci par le loquet.
Le cycle de fonctionnement peut ainsi se poursuivre.
I1 va de soi qu'au lieu d'utiliser un vérin 5 en tant que moyen. 7 destiné à déplacer les corps 1,5 l'un par rapport à l'autre, or. aurait pu utiliser un système comprenant une bielle, une bielle manivelle, une came, etc.
10 Un système bielle-manivelle sera d'ailleurs décrit par après pour le dispositif représenté à la f figuré 6 .
De préférence, le centre de gravité du corps 15 5 est voisin du centre de portance ou de flottaison du dispositif de manière à assurer une stabilité relative du dispositif, avantageusement un équilibre parfaitement stable.
20 La figure 6 représente en coupe transversale une autre forme de réalisation d'un dispositif suivant l'invention..
Ce dispositif comprend une enveloppe sphérique 2 et un corps 5 relié à l'enveloppe 2 par un moyen 7. ' Le corps 5 consiste en une série de disques 119 présentant une perforation centrale dans laquelle est placé un mandrin. 120 en Ertalor.~, l'ouverture centrale du mandrin livrant passage à une barre ou tige de guidage 121 solidaire de l'enveloppe 2.
L'utilisation, d'Ertalon permet de limiter les forces de frottement existant lors du glissement du mandrin le long de la tige 121.
21 20~~2~~
Le moyen 7 comprend - un moteur 122 monté sur le deuxième corps 5, l'arbre 123 duquel entraîne un réducteur 124, l'ensemble moteur-réducteur étant désigné ci-après par la notation de référence 150 ; ' - une manivelle 125 entraînée par l'arbre 140 du réducteur 124, et - une bielle 126 reliée à une extrémité par un pivot '.127 à la manivelle 125 et à son autre extrémité par un pivot 128 à la tige 121.
La bielle et la manivelle s'étendent dans des plans parallèles à la tige 121. La rotation de l'arbre 123 et donc de l'arbre 140 provoque la rotation de la manivelle 125 et dès lors le déplacement le long de la barre ou tige 121 du corps 5 (flèche O).
Avantageusement, un ou des ressorts 9 s'étendent entre le pivot 128 et le corps 5 pour compenser au moins partiellement l'effet de la gravit é.
Le dispositif suivant l'invention comprend un système de contr8le extérieur 9 la sphère. Ce système de contrôle commande l'alimentation du moto-réducteur 150 via un câble 129. Ce câble est en fait relié à une boîte 141 d'où partent deux fils 142 pour alimenter le motoréducteur et des.fils 143, 144, 145 vers un capteur d'accélération 77, un capteur de synchronisation, 76 (position du système bielle-manivelle) et un capteur de vitesse 60.
Le câble 129 permet aussi la transmission des signaux des capteurs vers le système de contrôle. Le câble 129 permet également au dispositif suivant l'invention. montré à la figure 6 de se déplacer librement sur la surface 8.
Le système de contrôle commande l'alimenta-tion du motoréducteur 150. Cette alimentation envoie par le câble 129 un courant dont la tension varie de 0 à 24 V vers le motoréducteur 150 . Le système permet d'ob-tenir ui~e erreur de la vitésse inférieure à ~ 0,5%; ceci ne voulant pas dire que la tension est constante. Cette alimentation est du type assurant une régulation deux quadrants, c'est-à-dire du type permettant un freinage ou une accélération.
de la vitesse de rotation, le sens de rotation restant toujours le mime.
Le dispositif suivant l'invention représenté
à la figure 7 comprend une enveloppe sphérique 2 dans laquelle se déplace un corps 5 présentant une ouverture centrale livrant passage à un organe de guidage 155 solidaire de l'enveloppe sphérique 2, ledit organe ayant la forme d'un manchon.
Le corps 5 comprend - une chambre 152 destinée à Vitre remplie d'eau de manière à accroître le poids du corps 5 ;
- le motoréducteur 150 qui entraine une manivelle 125 reliée par un pivot 127 à une bielle 126 dont une extrémité est reliée à un pivot 128 solidaire de l'organe de guidage 155 .
.- le système de contrôle 14, et WO 91/i4062 PC1'/BE91/00020 2~'~5~27 - une pompe 151 destinée à la vidange de la chambre 152.
L'enveloppe sphérique 2 présente à sa partie inférieure une cavité dans laquelle est logée une batterie 158 destinée à alimenter en courant 1e dispositif suivant l'invention, ainsi que les pompes de vidange 151 et de remplissage 161 de la chambre 152.
Cette batterie est fixée à l'enveloppe 2, par exemple, au moyen de tiges filetées et de boulons 170.
Le dispositif est muni d'un moyen. 9 pour compenser au moins partiellement l'action de la gravité
sur le corps 5. Ce moyen 9 est constitué d'un ressort s'étendant entre le pivot 128 et le motoréducteur 150 solidaire de la chambre 152.
La pompe de remplissage 161 est montée sur l'enveloppe sphërique 2. En fait, la pompe de remplissage 161 et la pompe de vidange 151 sont reliées entre elles par un canal 153. Ce canal 153 est constitué d'une chambre 156 dont la volume correspond à
l'espace libre laissé dans la cavité lors du logement de la batterie 158, de la canalisation formée par le manchon 155 et d'un tuyau souple 159 s'étendant entre la pompe de vidange 151 et la canalisation 155.
Pour permettre le remplissage de la chambre 152 ainsi que sa vidange, un tube 162 s'étend entre ~la chambre 152 et l'enveloppe sphérique 2 de manière à
permettre l'évacuation ou l'arrivée d'air dans la chambre 152.
Dans la forme de réalisation. représentée en coupe à la figure 7, ce tube 162 entre par un passage que présente le tuyau souple 159 dans J.e.canal 153 et sort dudit canal par l'extrémité 163 du manchon 155 opposée à celle adjacente de la batterie 158. Un couvercle 164 présentant une ouverture livrant passage au tube 162 ferme l'extrémité 163 du manchon 155 qui est opposée à celle adjacente à la batterie 158.
Le passage que présente le tuyau souple 159 pour introduire le tube 162 dans le canal 153 a de préférence une surface de passage supérieure à la surface de la section transversale du tube 162" de manière à permettre une communication 184 entre le canal 153 et la partie supérieure de 1â chambre 152. Cette communication 184 de faible dimension par rapport à la section transversale du tuyau 159 permet d'éviter tout effet de siphon du canal 153.
Les opérations de remplissage et de vidange de la chambre 152 seront brièvement décrites ci-après.
Pour remplir la chambre 152, la pompe 161 pousse de l'eau dans la chambre 156 et amène cette eau par le canal 153 dans la chambre 152. Cette eau sort par la pompe de vidange 151 qui n'est pas actionnée.
Lors de cette opération, l'air présent dans la chambre 152 est évacué par le tube 1,62. T1 est A noter qu'une fois que la quasi totalité de l'air est évacuée, le fonctionnement de la pompe 161 permet le passage d'eau par le tube 162. Cette eau sort alors de l'extrémité
adjacente au couvercle 164. De cette manière on obtient un dispositif suivant l'invention muni d'une fontaine.
Lorsque la pompe 161 n'est plus actionnée, la communication permet d'éviter que, par effet de syphon, la chambre 152 ne se vide.
Pour la vidange de la chambre 152, or.
actionne la pompe 151 (pompe 161 à l'arrêt). Cette pompe 151 pousse l'eau dans le canal 153 vers la pompe 161, cette eau sortant par cette pompe 161.
Le système de contrôle 14 reçoit des signaux d'un capteur de vitesse 60 du moteur 122 entraînant le réducteur 124, d'un capteur de synchronisation 76 et d'un capteur d'accélération 77.
Le courant provenant de la batterie 158 est amené au système de contrôle par les fils 169. Ce courant est modifié par le système de contrôle 14 avant d'être amené par les fils 160 au moteur 122 entraînant le réducteur 124.
La batterie 158 peut être rechargée par un courant transittant par un couplage magnétique. Pour effectûer ce couplage magnétique, l'enveloppe comprend la moitié d'un circuit magnétique 132, un bobinage 133 étant enroulé autour de cette moitié du circuit magnétique 132, ce bobinage étant relié via un redresseur (comprenant son électronique) 139 à la batterie 158.
Pour recharger la batterie 158, i1 suffit de mettre en face de la moitié 132 du circuit magnétique l'autre moitié 134 dudit circuit et de relier le bobinage 138 de cette autre moitié 134 à une source de courant alternatif.
A la figure 8 est représenté un système de contrôle du déplacement des corps T'un par rapport à
l'autre.
Ce système de contrôle comprend .
* une unité 74 d'asservissement en vitesse du motoréducteur (contrôle machine), unité destinée à
modifier l'alimentation du motoréducteur pour obtenir une vitesse de rotation. de celui-ci (par exemple vitesse de rotation de l'arbre 140 du réducteur . 20 à 60 tours/minutes) proche de la vitesse désirée (par exemple à + 0,5ô), et, * une unité 75 destinée à contrôler la phase du déplacement des corps entre eux par rapport à la phase du mouvement créé dans le liquide ou à la surface de celui-ci (contrôle système).
L'unité d'asservissement en vitesse 74 est reliée à un capteur de vitesse 60 du moteur 122 entraînant le réducteur et à un capteur de synchronisa tion 76 de l'arbre du motoréducteur 124, c'est-à-dire du système bielle-manivelle.
L'unité d'asservissement en phase 75 est reliée à un capteur d'accélération 77 et au capteur de synchronisation 76.
Le dispositif de contr8le comprenant une unité d'asservissement en vitesse 74 et une unité
d'asservissement en phase 75 fait avantageusement partie d'une puce électronique ou un microprocesseur 78 représenté en traits interrompus.
La puce électronique ou microprocesseur 78 émet un signal vers l'alimentation 131 du moteur 122 entraînant le réducteur 124.
27 2~~~~~7 L'unité d'asservissement en vitesse 74 du moteur comprend - une mémoire 81 pour une valeur de consigne de la vitesse du motoréducteur, valeur qui est transmise par le câble 82 à l'alimentation 131 ;
- une mémoire 83 pour la valeur de la période désirée du motoréducteur ;
- une étape de lecture 106 des signaux venant des capteurs ;
-, un test 107 pour déterminer si le tour du motoréducteur est terminé ; dans la négative, on retourne à l'étape de lecture 106 ;
une unité de traitement 84 des signaux provenant du capteur de vitesse 60 et du capteur de synchronisation 76 destinée à déterminer la période moyenne du motoréducteur (moyenne sur plusieurs tours du motoréducteur) ;
- une unité de détermination 85 de l'écart existant entre la période moyenne déterminée par 1'u~nité 84 et la valeur de la période de la mémoire 83, et - une unité de modification 86 de la valeur de consigne de la mémoire 81 en fonction de l'écart mesuré (par exemple par incrémentation ou retrait de la valeur de consigne d'une valeur égale à
l'écart multiplié par une constante) de manière à
obtenir une régulation en vitesse. du moteur.
L'asservissement en phase 75 comprend br ia ~~ l'' - une étape de lecture 93 de signaux provenant du capteur d'accélération 77 et une étape de lecture 94 des signaux du capteur de synchronisation 76 , - un test 95 pour déterminer si le tour du motoréducteur est terminé, dans la négative on retourne à l'étape~de lecture 94 ;
- ure unité de traitement 87 de signaux provenant de l'accéléromètre 77, cette unité 87 déterminant ha période d'une vague, la période moyenne des vagues (moyenne sur une période de temps déterminée), et l'amplitude minimale et maximale des vagues, cette unité permettant de déterminer grâce à ces valeurs le moment du passage de la vague par un état déterminé ;
- une u ni.té 98 récherchant la fréquence de résonance des vagues (par exemple par transformée de Fourrier ou de Hamilton) ;
- une unité 88 déterminant la vitesse moyenne du motoréducteur, sa période et comparant le moment du passage de la vague par un état déterminé (par exemple état dans lequel la vague atteint le niveau moyen) et le moment du passage par un état extrème du système bielle-manivelle, c'est-à-dire une unité
déterminant la différence existant entre la phase du motoréducteur et la phase de la vague ;
29 207~?2'~
- une unité de traitement 89 des différences de phase déterminées par l'unité 88, cette unité 89 déterminant une différence de phase moyenne et comparant cette différence de phase moyenne à la valeur de consigne d'une mémoire 90 ;
- un test '99 dans lequel la vitesse (fréquence de rotation) du motoréducteur est comparée à la fréquence de résonance des vagues et dans lequel l'anplitude des vagues est comparée à une valeur prédéterminée ( 10 cm *), si la différence er.tre~ la vitesse du motoréducteur et la fréquence de rés~nar~F est inférieure à 5â ou si l'amplitude est supérieure à la valeur prédéterminée, la valeur de différence de phase moyenne est envoyée au système 91, dans les autres cas, on retourne aux étapes de lecture 93, 94 pour un nouveau cycle d'asservissement en phase ;, - un système 91 modifiant une valeur de consigne de la vitesse du moteur d'une mémoire 92, valeur de consigne qui est transmise à l'alimentation 131 du motoréducteur, le cycle d'asservissement recommança~t alors aux étapes de lecture 93, 94.
Ce systéme 91 détermine le sens de correction de la vitesse (accroîssement ou diminution de la vitesse) ainsi que la variation de vitesse nécessaire poux rattraper la différence de phase. Cette variation.
est la valeur minimale entre une variation prédétermi née maximale et le produit d'un gain. par la différence de phase mesurée.
* : environ 10% du diamètre de l'enveloppe sphérique.
WO 91/14062 PCI'/BE91/00020 ~~~ ~ _ Ce système comporte une porte destinée, lorsque trop de corrections sont effectuées dans le méme sens, à modifier la vitessë de base du motoréducteur.
5 On notera que la puce électronique ou microprocesseur peut comporter une unité destinée à
modifier les valeurs désirées de différence de phase (mémoire 90) et de vitesse (mémoire 83) pour changer le mode du mouvement des vagues ou pour déplacer le 10 dispositif suivant l'invention dans une piscine, en particulier à la surface de celui-ci. En fait, le déplacement du dispositif peut être obtenu én créant des variations de différence de phase.
15 Aux figures 9 et 10 sort représentés, au cours du temps, la position des .corps.l'un par rapport à
l'autre, ainsi que le niveau N auquel se trouve le dispositif suivant l'invention.
20 A la figure 9 est représentée la position des corps l'un par rapport à l'autre pour obtenir des vagues d'amplitude maximale. Comme or. le remarquera le corps 5 se déplaçant par rapport à l'enveloppe 2 est en avance de phase de 90°, c'est-à-dire que le corps 5 est 25 dans sa position milieu lorsgue le dispositif suivant l'invention est au niveau maximal ou minimal d'une vague (temps t1, t'3, t5) et est en position extrème lorsque le dispositif est au niveau moyen (temps t2, t4). En fait, le corps 5 est en position extréme inférieure à un 30 mouvement t2 qui est un quart de période avant que la vague n'atteigne son niveau minimal (temps t3).
Si on désire amortir des vagues d'une piscine de façon rapide, on modifie la phase du ~ déplacement des corps entre eux, de manière à ce que WO 91/14062 PCTlBE91/00020 ledit déplacement soit en quadrature arrière par rapport au mouvement des vagues.
A la figure 10, le dispositif suivant l'invention est déphasé de -90° (quadrature arrière) par rapport à la vague. Au temps t2 le corps 5 est en position milieu, tandis que le niveau de la vague est le niveau maximum. Au temps t3, le niveau est ur, niveau intermédiaire entre le niveau maximum et le niveau moyen, tandis que le corps 5 s'est rapproché du sommet de l'enveloppe 2. Au temps t4, le corps 5 est voisin du sommét de l'enveloppe 2, tandis que le dispositif est à
un niveau intermédiaire entre le niveau maximum et le niveau moyen. Au temps t5, le corps 5 descend et atteint au temps t6 la position milieu. Le niveau est le niveau minimum au temps t6.
Pour remettre le dispositif suivant l'invention en avance de phase de 90° (situation représentée à la figure 10), on modifie la vitesse de rotation du moteur au temps t$ (moment où la position bielle-manivelle est une position extrème - point mort bas - position représentée à la figure 6). A la figure 10, on a également représenté la position de la manivelle au cours du .temps. Dans cette représentation le point C est la liaison manivelle-bielle, tandis que le trait T est la position de la manivelle par rapport au point C.
En fait, dans le cas représenté à la figure 10, on a diminué la vitesse de rotation du moteur d'un facteur deux au temps t$ de manière à ce qu'après un demi-tour de manivelle le corps 5 soit adjacent du sommet de l'enveloppe 2, tandis que le dispositif est au niveau moyen (temps t16). Entre le temps t8 et tl6,.le corps 5 passe d'une position. adjacente de fond de l'enveloppe 2 à une position adjacente du sommet de l'enveloppe 2.
Au temps t16, la vitesse de rotation normale du moteur est rétablie.
La présente invention a encore pour objet un ensemble émettant un signal au moment où un corps en particulier un corps flottant doit subir un enfoncement dans un liquide dans lequel ou à la surface duquel un.
mouvèment doit être créé.
Un tel ensemble est avantageusement monté
dais un dispositif suivant l'invention. Toutefois, un tel ensemble peut également étre utilisé pour déterminer le moment où un nageur doit enfoncer un corps flottant pour obtenir un mouvement en particulier à la surface d'une piscine.
Cet ensemble comprend un capteur d'accélération 200 relié à une puce électronique ou un microprocesseur 201 (voir,figure 11).
Grâce aux signaux envoyés par le capteur d'accélération 200 vers la puce électronique ou microprocesseur 201, la période, les niveaux minimum et maximum de la vague ainsi que le moment lorsqu'une vague du mouvement à la surface du liquide ou un mouvement dans celui-ci passe par un état spécifié (en particulier dans le cas d'une piscine, l'état dans lequel la vague atteint atteint le niveau moyen) peuvent être détermi-nés. Au moyen de ces valeurs, la puce 201 détermine par une étape de recherche 202 des fréquences de résonance des vagues dans la piscine ou bassin. Cette étape de recherche peut se faire au moyen de transformée de Fourrier ou de Hamilton.
Lorsqu'une fréquence de résonance est déterminée, la puce détermine la période de résonance de la vague et détermine le moment auquel le corps flottant doit être enfoncé. La puce émet alors un signal vers un système d'avertissement 203. Un tel signal est par exemple un son, un signal lumineux, etc qui avertit ur.
rageur qu'il doit enfoncer un corps flottant.
Avantageusement, le système d'avertissement 203 comprend une unité 204 avançant l'émission du signal par rapport au moment d'enfoncement pour tenir compte du temps de réponse du nageur.
Ce qui correspond au cas particulier du dispositif représenté à la figure 6 où la puce détermine la période du moteur pour obtenir ou se rapprocher de la période de résonance calculée de la vague (écart de 0,5$). Cette valeur de période du moteur est stockée dans la mémoire 83 de l'unité d'asservissement er.
vitesse 74.
Enfin, le corps flottant peut également comprendre un capteur de pression 205 destiné é
déterminer la force exercée par le nageur lors de l'enfoncement du corps. La mesure de pression peut étre effectuée en utilisant un corps flottant en matière souple. De cette manière, la force exeréée par le nageur provoque une déformation du corps et dès lors provoque une variation du volume du corps flottant et donc de la pression règnant à l'intérieur de celui-ci.
Cette mesure de pression est envoyée à la puce électronique de manière é prendre en considération cette ~'~t'~
variable pour déterminer le moment de l'enfoncement du corps pour obtenir une vague d'amplitude maximale.
I1 va de soi que bien. des modifications peuvent être apportées au dispositif suivant l'invention.
Ainsi l'énergie nécessaire pour le fonctionnement du dispositif suivant l'invention peut être fournie par des batteries, des cellules solaires, des batteries rechargeables par exemple par couplage magnétique, etc.
En tant qu'accéléromètre, on peut utiliser une jauge de contraintes cette jauge exprimant le mouve ment de la charge.
Le système de contrôle du dispositif suivant l'invention peut être situé hors ou dans du dispositif suivant l'invention. Le dispositif peut être muni d'un émetteur-récepteur de signaux par exemple des ondes radio,..., lesdits signaux étant captés ou émis par un émetteur-récepteur connecté à un microprocesseur.
Pour des bassins de petites dimensions (par exemple jusque 50 m2 de surface) l'énergie nécessaire pour obtenir des vagues de grande amplitude 8 l'aide du dispositif représenté à la figure 5 (diamètre de l'enveloppe sphérique ~ 0,75 m) était de l'ordre de 100 Watts. Cette énergie peut être réduite à environ 40 Watts lorsque des vagues de faible amplitude doivent être obtenues. (Poids total du dispositif . ~ 100 kg).
Le dispositif suivant l'invention peut être utilisé dans des bassins clos ou semi-clos permettant d'obtenir des mouvements résonants, tels que piscines, ports de- plaisance, bassin d'agrément, bassins de 5 décantation, bassin de purification d'eau, bassin de traitement de boue. etc , dans des processus chimiques, etc.
De préférence, le mouvement des corps l'un 10 par rapport à l'autre est vertical. Toutefois, ce mouvement aurait pu être horizontal. Ce mouvement peut être continu ou intermitent, selon un mode sinusoîdal ou impulsionnel.
15 Enfin dans le cas de piscine, il peut dtre avantageux de placer le long des parois des singularitês destinées à réduire la profondeur de la piscine le long de ces parois et donc de limiter .la hauteur des vagues le long des parois.
Des expériences ont également montré que les mouvements au voisinage du fond d'une piscine sont très particuliers et que ces mouvements permettent que des crasses s'accumulent à des endroits précis du fond. Ceci facilite ainsi le nettoyage de la piscine puisque les crasses sont localisées à des endroits déterminés.
Ces expériences ont également montré que l'on pouvait obtenir différentes natures de vagues (différents modes, telles que des vagues solitaires, etc) en fonction de l'exitation (continue ou intermitente, selon un mode sinusoidal ou impulsionnel).
Claims
REVENDICATIONS
1. Dispositif destiné à créer un mouvement dans un liquide, ce liquide étant contenu dans un bassin délimité par une ou des parois, ledit dispositif comprenant un élément en contact avec le liquide qu'il faut mettre en mouvement, ledit élément étant un ensemble non solidaire d'une paroi du bassin, ledit ensemble comprenant un premier et un deuxième corps (1,5), reliés entre eux par au moins un moyen (7), ce moyen étant destiné à déplacer les corps l'un par rapport à l'autre, de manière à créer un mouvement dans le liquide, caractérisé en ce que ledit dispositif est muni en outre d'un système de contrôle du déplacement des corps (1,5) l'un par rapport à l'autre, ce système de contrôle comprenant une unité d'asservissement en vitesse (74) du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre et une unité d'asservissement de la phase (75) du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre par rapport à la phase du mouvement créée dans le liquide.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système de contrôle (14) comprend au moins un capteur choisi parmi un capteur (25) destiné à
évaluer l'amplitude des vagues, un capteur (27) destiné à
évaluer le déplacement des corps (1,5) l'un par rapport à
l'autre, un capteur (26) destiné à évaluer l'enfoncement du premier corps (1), un accéléromètre (24) et un capteur de pression.
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur (25) destiné à évaluer l'amplitude des vagues est un capteur d'écho de profondeur.
4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier corps (1) est une enveloppe dans laquelle le deuxième corps se déplace.
5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (9) destiné à
compenser au moins partiellement, l'effet de la gravité du deuxième corps (5) sur le premier corps (1).
6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (9) destiné à compenser au moins partiellement l'effet de la gravité du deuxième corps (5) sur le premier corps (1) est constitué d'un élément élastique placé entre le fond (3) du premier corps (1) et une face (10) du deuxième corps (5).
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen (9) destiné à compenser au moins partiellement l'effet de la gravité du deuxième corps sur le premier corps est un ressort dont une extrémité prend appui sur le fond (3) du premier corps (1) tandis qu'une face (10) du deuxième corps (5) sensiblement parallèle audit fond (3) repose sur l'autre extrémité du ressort.
8. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le premier corps (1) est une cuve (2) présentant une paroi, en particulier un fond (3) relié au deuxième corps (5) par un vérin (7), le déplacement d'une tige (13) de celui-ci provoquant le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre.
9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen (7) destiné à déplacer les corps (1,5) l'un par rapport à
l'autre comprend, d'une part, un motoréducteur (30) entraînant en rotation un arbre (31) et, d'autre part, une sangle ou un câble (32) s'étendant entre ledit arbre (31) et le deuxième corps (5), ledit motoréducteur (30) étant monté sur un plateau (34) porté par un rebord supérieur (33) du corps (1).
10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen (7) destiné à déplacer les corps (1,5) l'un par rapport à
l'autre comprend, d'une part, un motoréducteur (40) entraînant en rotation un disque (41) portant au moins une pièce (42) présentant une gorge et, d'autre part, une tige (44) solidaire du deuxième corps (5) à laquelle est articulé un bras (45) portant à son extrémité libre un doigt (47), destiné à être engagé dans la gorge lors d'une partie de rotation (A) du disque, ledit motoréducteur (40) étant solidaire d'un plateau (43) prenant appui sur un rebord supérieur du premier corps (1).
11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit moyen (7) destiné à déplacer les corps l'un par rapport à l'autre comprend un motoréducteur (150) porté par un premier desdits corps (5), ledit motoréducteur (150) entraînant en rotation une manivelle (125) reliée à une bielle (126), ladite bielle (126) étant reliée par un pivot (128) à
l'autre desdits corps (2).
12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le motoréducteur est un motoréducteur à vitesse variable.
13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'unité d'asservissement en vitesse et l'unité d'asservissement en phase sont reliées à un capteur (60) générant une fréquence proportionnelle à la vitesse du motoréducteur, un deuxième capteur de synchronisation (76) émettant un signal lorsque le système bielle-manivelle atteint une position extrême et un capteur d'accélération (77).
14. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une puce électronique ou un microprocesseur (78) recevant. des signaux du capteur de vitesse (60) du motoréducteur, du capteur de synchronisation (76) du système bielle-manivelle et du capteur d'accélération (77) et émettant un signal commandant l'alimentation du motoréducteur à vitesse variable.
15. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la puce électronique ou micro-processeur (78) commande l'alimentation (130) du motoréducteur (150) de manière à permettre une régulation en vitesse du motoréducteur.
15. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la puce électronique ou microproces-seur (78) comprend une mémoire (81) pour une valeur de consigne de vitesse du motoréducteur pour chaque tour, une mémoire (83) pour la période désirée du motoréducteur, une unité (84) de détermination de la période moyenne du motoréducteur sur plusieurs tours, une unité de détermination (85) de l'écart existant entre la période moyenne et la période désirée et une unité de modification (86) de la mémoire de consigne de vitesse du motoréducteur en fonction de l'écart mesuré de manière à permettre une régulation en vitesse du motoréducteur.
17. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la puce électronique ou micropro-cesseur comprend:
- une unité de traitement (87) de signaux venant du capteur d'accélération (77) dans laquelle une valeur moyenne sur une période de temps déterminée desdits signaux et les valeurs minimale et maximale desdits signaux sont déterminées et dan laquelle au moyen de ces valeurs le moment lorsqu'une vague à la surface du liquide ou un mouvement dans le liquide passe par un état prédéterminé
est déterminé, - une unité (88) mesurant l'écart entre ledit moment et le moment du passage par un état extrême du système bielle-manivelle, - éventuellement un élément de traitement (89) des écarts de manière à déterminer un écart moyen sur plusieurs périodes, et - un système (91) comparant cet écart ou écart moyen à un écart optimal et émettant un signal vers l'alimentation (79) du motoréducteur de manière à corriger la différence existant entre l'écart moyen et l'écart optimal, c'est-à-dire le moment du passage par un état extrême du système bielle-manivelle.
18. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le moyen destiné à déplacer les corps l'un par rapport à l'autre comporte une unité de production ou un réservoir de gaz ou liquide comprimé, ce gaz ou liquide comprimé étant destiné
à agir sur un desdits corps ou lesdits corps ou sur le moyen de manière à les déplacer l'un par rapport à l'autre.
19. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le vérin présente une extrémité munie d'un clapet (56) pouvant pivoter autour d'un arbre (57) qui n'est pas situé le long d'un axe de symétrie du clapet (56), la fermeture dudit clapet (56) étant assurée par un loquet (58), de sorte que, lorsque ce dernier n'agit plus sur le clapet, l'action de la gravité sur le deuxième corps (5) provoque un pivotement du clapet (56).
20. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le microprocesseur comprend:
- une unité (87) pour recevoir les signaux venant du capteur d'accélération (77) et pour déterminer une valeur moyenne desdits signaux sur une période de temps prédéterminée ainsi que les valeurs minimale et maximale desdits signaux, et pour déterminer, à partir des valeurs précitées, le moment où une vague du mouvement à la surface du liquide ou un mouvement au sein du liquide passe par un état prédéterminé, - une unité (98) répondant aux valeurs précitées pour déterminer les périodes de résonance des vagues ou du mouvement du liquide, et - un système (91) pour produire un signal de commande de manière que le mouvement du liquide ait une période proche d'une des périodes de résonance précitées.
21. Dispositif suivant la revendication 14, comportant un dispositif électronique comprenant un capteur d'accélération et un microprocesseur comprenant:
- une unité (87) pour recevoir les signaux venant du capteur d'accélération (77) pour déterminer la période et les niveaux minimum et maximum de la vague et pour déterminer le moment où une vague du mouvement à la surface du liquide ou un mouvement au sein du liquide passe par un état prédéterminé, - une unité (98) répondant aux valeurs précitées pour déterminer les périodes de résonance des vagues ou du mouvement du liquide, et - un système (91) pour produire un signal de commande de manière crue le mouvement du liquide ait une période proche d'une des périodes de résonance précitées.
1. Dispositif destiné à créer un mouvement dans un liquide, ce liquide étant contenu dans un bassin délimité par une ou des parois, ledit dispositif comprenant un élément en contact avec le liquide qu'il faut mettre en mouvement, ledit élément étant un ensemble non solidaire d'une paroi du bassin, ledit ensemble comprenant un premier et un deuxième corps (1,5), reliés entre eux par au moins un moyen (7), ce moyen étant destiné à déplacer les corps l'un par rapport à l'autre, de manière à créer un mouvement dans le liquide, caractérisé en ce que ledit dispositif est muni en outre d'un système de contrôle du déplacement des corps (1,5) l'un par rapport à l'autre, ce système de contrôle comprenant une unité d'asservissement en vitesse (74) du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre et une unité d'asservissement de la phase (75) du déplacement des corps l'un par rapport à l'autre par rapport à la phase du mouvement créée dans le liquide.
2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le système de contrôle (14) comprend au moins un capteur choisi parmi un capteur (25) destiné à
évaluer l'amplitude des vagues, un capteur (27) destiné à
évaluer le déplacement des corps (1,5) l'un par rapport à
l'autre, un capteur (26) destiné à évaluer l'enfoncement du premier corps (1), un accéléromètre (24) et un capteur de pression.
3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le capteur (25) destiné à évaluer l'amplitude des vagues est un capteur d'écho de profondeur.
4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier corps (1) est une enveloppe dans laquelle le deuxième corps se déplace.
5. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (9) destiné à
compenser au moins partiellement, l'effet de la gravité du deuxième corps (5) sur le premier corps (1).
6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen (9) destiné à compenser au moins partiellement l'effet de la gravité du deuxième corps (5) sur le premier corps (1) est constitué d'un élément élastique placé entre le fond (3) du premier corps (1) et une face (10) du deuxième corps (5).
7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit moyen (9) destiné à compenser au moins partiellement l'effet de la gravité du deuxième corps sur le premier corps est un ressort dont une extrémité prend appui sur le fond (3) du premier corps (1) tandis qu'une face (10) du deuxième corps (5) sensiblement parallèle audit fond (3) repose sur l'autre extrémité du ressort.
8. Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le premier corps (1) est une cuve (2) présentant une paroi, en particulier un fond (3) relié au deuxième corps (5) par un vérin (7), le déplacement d'une tige (13) de celui-ci provoquant le déplacement des corps l'un par rapport à l'autre.
9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen (7) destiné à déplacer les corps (1,5) l'un par rapport à
l'autre comprend, d'une part, un motoréducteur (30) entraînant en rotation un arbre (31) et, d'autre part, une sangle ou un câble (32) s'étendant entre ledit arbre (31) et le deuxième corps (5), ledit motoréducteur (30) étant monté sur un plateau (34) porté par un rebord supérieur (33) du corps (1).
10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le moyen (7) destiné à déplacer les corps (1,5) l'un par rapport à
l'autre comprend, d'une part, un motoréducteur (40) entraînant en rotation un disque (41) portant au moins une pièce (42) présentant une gorge et, d'autre part, une tige (44) solidaire du deuxième corps (5) à laquelle est articulé un bras (45) portant à son extrémité libre un doigt (47), destiné à être engagé dans la gorge lors d'une partie de rotation (A) du disque, ledit motoréducteur (40) étant solidaire d'un plateau (43) prenant appui sur un rebord supérieur du premier corps (1).
11. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit moyen (7) destiné à déplacer les corps l'un par rapport à l'autre comprend un motoréducteur (150) porté par un premier desdits corps (5), ledit motoréducteur (150) entraînant en rotation une manivelle (125) reliée à une bielle (126), ladite bielle (126) étant reliée par un pivot (128) à
l'autre desdits corps (2).
12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le motoréducteur est un motoréducteur à vitesse variable.
13. Dispositif suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'unité d'asservissement en vitesse et l'unité d'asservissement en phase sont reliées à un capteur (60) générant une fréquence proportionnelle à la vitesse du motoréducteur, un deuxième capteur de synchronisation (76) émettant un signal lorsque le système bielle-manivelle atteint une position extrême et un capteur d'accélération (77).
14. Dispositif suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une puce électronique ou un microprocesseur (78) recevant. des signaux du capteur de vitesse (60) du motoréducteur, du capteur de synchronisation (76) du système bielle-manivelle et du capteur d'accélération (77) et émettant un signal commandant l'alimentation du motoréducteur à vitesse variable.
15. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la puce électronique ou micro-processeur (78) commande l'alimentation (130) du motoréducteur (150) de manière à permettre une régulation en vitesse du motoréducteur.
15. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la puce électronique ou microproces-seur (78) comprend une mémoire (81) pour une valeur de consigne de vitesse du motoréducteur pour chaque tour, une mémoire (83) pour la période désirée du motoréducteur, une unité (84) de détermination de la période moyenne du motoréducteur sur plusieurs tours, une unité de détermination (85) de l'écart existant entre la période moyenne et la période désirée et une unité de modification (86) de la mémoire de consigne de vitesse du motoréducteur en fonction de l'écart mesuré de manière à permettre une régulation en vitesse du motoréducteur.
17. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que la puce électronique ou micropro-cesseur comprend:
- une unité de traitement (87) de signaux venant du capteur d'accélération (77) dans laquelle une valeur moyenne sur une période de temps déterminée desdits signaux et les valeurs minimale et maximale desdits signaux sont déterminées et dan laquelle au moyen de ces valeurs le moment lorsqu'une vague à la surface du liquide ou un mouvement dans le liquide passe par un état prédéterminé
est déterminé, - une unité (88) mesurant l'écart entre ledit moment et le moment du passage par un état extrême du système bielle-manivelle, - éventuellement un élément de traitement (89) des écarts de manière à déterminer un écart moyen sur plusieurs périodes, et - un système (91) comparant cet écart ou écart moyen à un écart optimal et émettant un signal vers l'alimentation (79) du motoréducteur de manière à corriger la différence existant entre l'écart moyen et l'écart optimal, c'est-à-dire le moment du passage par un état extrême du système bielle-manivelle.
18. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le moyen destiné à déplacer les corps l'un par rapport à l'autre comporte une unité de production ou un réservoir de gaz ou liquide comprimé, ce gaz ou liquide comprimé étant destiné
à agir sur un desdits corps ou lesdits corps ou sur le moyen de manière à les déplacer l'un par rapport à l'autre.
19. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le vérin présente une extrémité munie d'un clapet (56) pouvant pivoter autour d'un arbre (57) qui n'est pas situé le long d'un axe de symétrie du clapet (56), la fermeture dudit clapet (56) étant assurée par un loquet (58), de sorte que, lorsque ce dernier n'agit plus sur le clapet, l'action de la gravité sur le deuxième corps (5) provoque un pivotement du clapet (56).
20. Dispositif suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le microprocesseur comprend:
- une unité (87) pour recevoir les signaux venant du capteur d'accélération (77) et pour déterminer une valeur moyenne desdits signaux sur une période de temps prédéterminée ainsi que les valeurs minimale et maximale desdits signaux, et pour déterminer, à partir des valeurs précitées, le moment où une vague du mouvement à la surface du liquide ou un mouvement au sein du liquide passe par un état prédéterminé, - une unité (98) répondant aux valeurs précitées pour déterminer les périodes de résonance des vagues ou du mouvement du liquide, et - un système (91) pour produire un signal de commande de manière que le mouvement du liquide ait une période proche d'une des périodes de résonance précitées.
21. Dispositif suivant la revendication 14, comportant un dispositif électronique comprenant un capteur d'accélération et un microprocesseur comprenant:
- une unité (87) pour recevoir les signaux venant du capteur d'accélération (77) pour déterminer la période et les niveaux minimum et maximum de la vague et pour déterminer le moment où une vague du mouvement à la surface du liquide ou un mouvement au sein du liquide passe par un état prédéterminé, - une unité (98) répondant aux valeurs précitées pour déterminer les périodes de résonance des vagues ou du mouvement du liquide, et - un système (91) pour produire un signal de commande de manière crue le mouvement du liquide ait une période proche d'une des périodes de résonance précitées.
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