FR2570766A1

FR2570766A1 - Rotary hydraulic motor

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Publication number: FR2570766A1
Application number: FR7433432A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-04
Filing date: 1974-10-04
Publication date: 1986-03-28

Abstract

The invention concerns a rotary hydraulic motor. This motor comprises a mobile structure which is mounted so as to rotate around an axle which is integral with a fixed support structure, the assembly being immersed in water. The mobile structure comprises at least two deformable airfilled containers, which are diametrically opposite to the said axle of rotation. Means are provided to permit modification of the volume of the said containers during the rotation of the mobile structure, so that on one side of the vertical passing through the said axle of rotation, the containers always have a volume larger than that which they occupy on the other side of the said vertical. The invention can be used for instance to drive an electric generator.

Description

La présente invention concerne un moteur hydraulique rotatif utilisant les propriétés bien connues du principe d'Archimède. On sait que, selon ce principe, tout corps plongé dans un fluide subit une poussée verticale, dirigée de bas en haut, égale au poids du fluide déplacé. The present invention relates to a rotary hydraulic motor using the well-known properties of the Archimedes principle. We know that, according to this principle, any body immersed in a fluid undergoes a vertical thrust, directed from bottom to top, equal to the weight of the displaced fluid.

En conséquence, si on immerge dans de l'eau un dispositif cons titué par deux récipients remplis d'sir, de volume différents, et reliés entre eux par un arbre articulé en son centre sur une structure-support fixe, ce dispositif se mettra en rotation jusqu'à ce que, à l'équilibre, le récipient de plus grand volume occupe sa position la plus haute. Ce dispositif atteint alors un état stable et s'immobilise dans cette position. Si, dans cette position, on agit sur les récipients de manière à inverser le rapport de leur volume d'air, le dispositif se trouve alors en déséquilibre et le récipient situé à la partie inférieure, soumis à une poussée plus importante, remonte en entrainant le dispositif en rotation. Consequently, if we immerse in water a device made up of two containers filled with syringes, of different volume, and connected together by a tree articulated in its center on a fixed support structure, this device will be put in rotate until, at equilibrium, the larger container occupies its highest position. This device then reaches a stable state and stops in this position. If, in this position, one acts on the receptacles so as to reverse the ratio of their volume of air, the device is then in imbalance and the receptacle situated at the bottom, subjected to a greater thrust, rises while driving the device in rotation.

L'invention vise, en modifiant périodiquement et de façon convenable,le volume d'air des deux récipients au voisinage de la position d'équilibre du susdit dispositif, à provoquer un mouvement de rotation continu. The invention aims, by periodically and suitably modifying the air volume of the two containers in the vicinity of the equilibrium position of the above device, to cause a continuous rotational movement.

A cet effet, il est proposé un moteur comprenant un dispositif permettant d'obtenir une telle modification de volume, en utilisant le mouvement de rotation des deu;récipients. Selon une caractéristique de l'invention, le moteur comprend essentiellement une structure pivotante autour d'un axe porté par une structure fixe, le tout étant immergé dans un fluide, par exemple dans l'eau. la structure pivotante comprend au moins deux cylindres coaxiaux, équidis tant s du susdit axe de rotation, dans lesquels coulissent respectivement deux pistons. To this end, a motor is proposed comprising a device making it possible to obtain such a change in volume, by using the rotational movement of the two vessels. According to a characteristic of the invention, the engine essentially comprises a pivoting structure around an axis carried by a fixed structure, the whole being immersed in a fluid, for example in water. the pivoting structure comprises at least two coaxial cylinders, equidis as s of the aforesaid axis of rotation, in which two pistons slide respectively.

Ces pistons délimitent dans les cylindres deux volumes variables remplis d'air ou d'un fluide analogue, communiquant par un conduit. These pistons delimit in the cylinders two variable volumes filled with air or a similar fluid, communicating by a conduit.

Pour réaliser la susdite modification de volume, les pistons sont actionnés, pendant le mouvement de rotation de la structure pivotante, par un système de came solidaire de la structure fixe et agissant sur l'extrémité des tiges des pistons. le profil de ce système de came est prévu de manière à ce que, lorsqu'ils sont situés d'un coté de la verticale passant par le susdit axe de rotation, les pistons délimitent avec les cylindres un volume important, tandis que, lorsqu'ils sont situés de l'autre côté de ladite verticale, ils délimitent un volume très réduit, voire même nul. Ce système de came comprend, bien entendu, au voisinage de la verticale,un profil permettant la susdite modification de volume. To carry out the aforesaid modification of volume, the pistons are actuated, during the rotational movement of the pivoting structure, by a cam system integral with the fixed structure and acting on the end of the rods of the pistons. the profile of this cam system is provided so that, when they are situated on one side of the vertical passing through the aforesaid axis of rotation, the pistons delimit with the cylinders a large volume, while, when they are located on the other side of said vertical, they delimit a very reduced volume, or even zero. This cam system comprises, of course, in the vicinity of the vertical, a profile allowing the aforesaid change in volume.

De préférence, l'air ou le gaz contenu dans les cylindres est porté a une pression égale à la pression d'eau exercée suril surface extérieure des pistons, compte tenu de la profondeur d'immersion du moteur. Preferably, the air or the gas contained in the cylinders is brought to a pressure equal to the pressure of water exerted on the external surface of the pistons, taking into account the depth of immersion of the engine.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le moteur comprend une pluralité d'ensembles cylindres-pistons disposés en étoile. According to another characteristic of the invention, the engine comprises a plurality of cylinder-piston assemblies arranged in a star.

Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une coupe transversale schématique d'un moteur à deux pistons
La figure 2 est une coupe partielle transversale d'un moteur comprenant une pluralité de pistons disposés en étoile.Embodiments of the invention will be described below, by way of nonlimiting examples, with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 is a schematic cross section of a two piston engine
Figure 2 is a partial cross section of an engine comprising a plurality of pistons arranged in a star.

Avec référence à la figure 1, le moteur 1 comprend une structure 2 montée pivotante autour d'un axe 5 solidaire d'une structure support 4. La structure pivotante 2 comprend deux cylindres coaxiaux 5 et 6 équidistants de l'axe 3 > dans lesquels coulissent respectivement deux pistons 7 et 8. With reference to FIG. 1, the motor 1 comprises a structure 2 pivotally mounted around an axis 5 secured to a support structure 4. The pivoting structure 2 comprises two coaxial cylinders 5 and 6 equidistant from axis 3> in which two pistons 7 and 8 slide respectively.

Bes cylindres 5, 6 et les pistons 7, 8, délimitent respectivement deux volumes remplis d'air, communiquant par un conduit 9. Bes cylinders 5, 6 and the pistons 7, 8, respectively delimit two volumes filled with air, communicating by a conduit 9.

Les extrémités libres des tiges 10, Il des pistons 7, 8 sont guidées, au cours de la rotation de la structure pivotante 2, le long d'une rainure 12 à profil de came, ménagée dans une pièce solidaire de la structure fixe 4. Les tiges 10, 11 comportent chacune, à cet effet,un tourillon 13, 14 monté coulissant dans la rainure 12. The free ends of the rods 10, 11 of the pistons 7, 8 are guided, during the rotation of the pivoting structure 2, along a groove 12 with a cam profile, formed in a part integral with the fixed structure 4. The rods 10, 11 each have, for this purpose, a pin 13, 14 slidably mounted in the groove 12.

La rainure 12 comprend, de part et d'autre de la verticale passant par l'axe 3, deux portions circulaires 15, 16 centrées sur l'axe 3 et de diamètresdifférents, ainsi que, au voisinage de ladite verticale, deux portions de raccordement en forme de palier. The groove 12 comprises, on either side of the vertical passing through the axis 3, two circular portions 15, 16 centered on the axis 3 and of different diameters, as well as, in the vicinity of said vertical, two connecting portions shaped like a landing.

On notera que l'air renfermé par les pistons et les cylindres doit entre, de préférence, porté à une pression égale à la pression d'eau à laquelle les pistons sont soumis (du côté de leurs tiges) lorsque le moteur est immergé à une profondeur donnée. It will be noted that the air contained by the pistons and the cylinders must preferably be brought to a pressure equal to the water pressure to which the pistons are subjected (on the side of their rods) when the engine is immersed in a given depth.

Ainsi, lorsque le moteur 1 est immergé dans la position représentée figure 1, la partie de gauche de la structure pivotante 2, présente un volume d'air plus important que celle de droite, et
est soumise, en conséquence, à une poussée d'autant plus importante
En conséquence, pour stteindre une position -d'équilibre, la
structure pivotante 2 tournera autour de l'axe 3, de msnière à ame
ner le cylindre 6 en position haute, approximativement à la verti
cale de l'axe 3.Thus, when the motor 1 is immersed in the position shown in FIG. 1, the left part of the pivoting structure 2 has a larger volume of air than that on the right, and
is therefore subject to an even greater thrust
Consequently, to reach an equilibrium position, the
pivoting structure 2 will rotate around axis 3, from msnière to ame
ner cylinder 6 in the high position, approximately vertically
axis 3 wedge.

Toutefois, dès que la structure mobile 2 arrive au vosinage de ladite position d'équilibre, le piston8 est repoussé dans le cylindre 6 par l'action de lâ portion en palier de la rainure 12, tandis que, d'une façon analogue, le piston 7 subit une traction, le tout ayant finalement pour effet d'inverser le rapport des volumes d'air délimités par les cylindres 5, 6 et les pistons 7, 8. However, as soon as the movable structure 2 arrives at the contouring of said equilibrium position, the piston8 is pushed back into the cylinder 6 by the action of the level portion of the groove 12, while, in a similar manner, the piston 7 undergoes a traction, the whole having finally the effect of reversing the ratio of the volumes of air delimited by the cylinders 5, 6 and the pistons 7, 8.

la structure pivotante 2 retourne donc à un état instable et entamme un nouveau mouvement de rotation,et ainsi de suite.the pivoting structure 2 therefore returns to an unstable state and begins a new rotational movement, and so on.

On notera que, dans l'exemple représenté, l'énertie de la stru ture pivotante 2 en rotation suffit pour assurer la rotation au voisinage de la verticale et réaliser ainsi le déplacement des pistons. Note that, in the example shown, the inertia of the pivoting structure 2 in rotation is sufficient to ensure the rotation in the vicinity of the vertical and thus achieve the displacement of the pistons.

Ce déplacement est considérablement facilité du fait que les pressions exercées sur chacun des côtés des pistons 7, 8 sont sensiblement égales. This movement is considerably facilitated by the fact that the pressures exerted on each of the sides of the pistons 7, 8 are substantially equal.

Avec référence à la figure 2, la structure pivotante 17 du moteur 18 comprend une pluralité de cylindres 19 disposés en étoile, dans lesquels coulissent des pistons dont les tiges 20 sont guidées, à leurs extrémités, d'une façon identique à celle précédemment dé- crite, par une rainure à profil de came 21. Dans l'exemple repré sent6, les cylindres sont interconnectés par un conduit annulaire 22. With reference to FIG. 2, the pivoting structure 17 of the engine 18 comprises a plurality of cylinders 19 arranged in a star, in which pistons slide, the rods 20 of which are guided, at their ends, in a manner identical to that previously described. crite, by a cam profile groove 21. In the example shown, the cylinders are interconnected by an annular conduit 22.

le fonctionnement de ce moteur, analogue au précédent, ne sera pas décrit à nouveau. On remarquera toutefois que les volumes délimités par les cylindres 19 et les pistons 19 situés à gauche de la verticale passant par l'axe 23 sont importants tandis que ceux qui sont situés à droite de la verticale sont pratiquement nul. the operation of this engine, similar to the previous one, will not be described again. It will be noted, however, that the volumes delimited by the cylinders 19 and the pistons 19 situated to the left of the vertical passing through the axis 23 are significant while those which are situated to the right of the vertical are practically zero.

On notera enfin que, du fait de la multiplicité des ensembles cylindres-pistons, l'inertie de la structure pivotante ne joue plus qu'un rôle accessoire pour le déplacement des pistons. Finally, it should be noted that, due to the multiplicity of cylinder-piston assemblies, the inertia of the pivoting structure only plays an accessory role for the displacement of the pistons.

Claims

t.- Rotary hydraulic motor, characterized in that it comprises a mobile structure pivotally mounted on an axis integral with a fixed support structure, the assembly being immersed in a fluid, for example water, the mobile structure comprising at at least two deformable containers, filled with a fluid of density lower than the previous one, for example air, diametrically opposite to the said axis of rotation, and means making it possible to modify the volume of the said containers during the rotation of the mobile structure, so that, on one side of the vertical passing through the aforesaid axis of rotation, the receptacles have a volume greater than that which they occupy on the other side of said vertical, the modification of volume taking place at neighborhood of this vertical.

2. Rotary hydraulic motor according to claim 1, characterized in that the above deformable containers are constituted by cylinders in which pistons slide.

3. A hydraulic motor according to one of the preceding claims, characterized in that said containers or the cylinder-piston assemblies communicate with each other.

4. Hydraulic motor according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid, contained in the containers, is brought initially to the pressure at which said containers are subjected to the depth where they are immersed.

5. Hydraulic motor according to one of claims 2, 3 and 4, characterized in that the above means for modifying the volume of the cylinder-piston assemblies comprise a cam system associated with the support structure and acting on the rod of the pistons.

6. A hydraulic motor according to claim 5, characterized in that the piston rods each comprise a journal mounted to slide in a groove with a cam profile, formed in a part integral with the support structure.

7. A hydraulic motor according to claim 6, characterized in that the aforesaid groove comprises, on either side of the vertical passing through the axis of rotation of the pivoting structure, two circular portions centered on said axis and with diambtres different, as well as, in the vicinity of said vertical, two connection portions in the form of a bearing.

8.- Hydraulic motor according to one of the preceding claims, characterized in that the pivoting structure of the motor comprises a plurality of cylinders arranged in a star.

9. A hydraulic motor according to claim 8, characterized in that the cylinders are interconnected by an annular conduit.