FR2986386A1

FR2986386A1 - Rotor et machine electromagnetique comportant une turbine

Info

Publication number: FR2986386A1
Application number: FR1200293A
Authority: FR
Inventors: Bernard Perriere
Original assignee: Individual
Current assignee: Save Ingenierie SAS
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2013-08-02
Anticipated expiration: 2032-02-01
Also published as: FR2986386B1

Abstract

L'invention concerne une machine électromagnétique compacte intégrant une turbine. Le rotor de la machine électromagnétique est muni d'une hélice avec une extension incorporant un aimant. L'extension comporte une première surface de contact configurée pour coopérer, par contact mécanique, avec un moyen de maintien de sorte à contraindre la trajectoire de l'aimant dans un plan de rotation. Le stator de la machine électromagnétique est muni d'une bobine couplée électromagnétiquement avec l'aimant et comporte un moyen de maintien associé à la première surface de contact. L'invention concerne également une canalisation comportant la machine électromagnétique.

Description

ROTOR ET MACHINE ÉLECTROMAGNÉTIQUE COMPORTANT UNE TURBINE Domaine de l'invention La présente invention concerne des systèmes compacts comportant une turbine et une machine électromagnétique. Exposé de l'art antérieur De manière générale, les turbines transforment l'énergie cinétique d'un fluide en énergie mécanique transmise au moyen d'un arbre rotatif. La figure 1 représente un cas particulier d'un système électromagnétique comportant une turbine 1 et une machine électromagnétique 2, par exemple une génératrice de courant électrique. La turbine est constituée d'une hélice 3 et d'un arbre de transmission 4. L'arbre de transmission 4 est relié à la machine électromagnétique 2 et est maintenu par des paliers 5. Une telle machine électromagnétique est usuellement 15 bien adaptée pour les fortes puissances, il est difficile de la miniaturiser. Elle est, en conséquence, massive, lourde, coûteuse et peu compacte. Résumé Un objet de la présente invention est de prévoir une 20 machine électromagnétique, qui pallie tout ou partie les inconvénients des systèmes existants. Un autre objet est de prévoir une machine électromagnétique compacte comportant une turbine. Pour atteindre tout ou partie de ces objets, il est 25 prévu un rotor qui comporte une hélice munie d'une pale tournant autour d'un axe de rotation et une extension montée sur l'hélice dans le prolongement d'une extrémité de la pale distale de l'axe de rotation, l'extension incorporant un aimant et comportant une première surface de contact configurée pour coopérer par contact mécanique avec un moyen de maintien de sorte à contraindre la trajectoire de l'aimant selon un plan de rotation. Un autre mode de réalisation de la présente invention prévoit une machine électromagnétique qui comporte le rotor selon le mode de réalisation ci-dessus, un stator muni d'une bobine couplée électromagnétiquement avec l'aimant du rotor et un moyen de maintien associé à la première surface de contact pour contraindre la trajectoire de l'aimant selon le plan de rotation. Selon un autre mode de réalisation, la machine électromagnétique comporte une deuxième surface de contact associée à la première surface de contact, le moyen de maintien comportant un corps roulant coopérant avec les première et deuxième surfaces de contact. Selon un autre mode de réalisation, le corps roulant est une bille.

Selon un autre mode de réalisation, la machine électromagnétique comporte au moins trois corps roulants répartis angulairement autour de l'axe de rotation et maintenus par une cage. Selon un autre mode de réalisation, lesdits au moins 25 trois corps roulants assujettissent la rotation du rotor autour de l'axe de rotation. Selon un autre mode de réalisation, la machine électromagnétique comporte une deuxième surface de contact associée à la première surface de contact et apte à agir par 30 friction sur la première surface de contact pour contraindre la trajectoire de l'aimant selon le plan de rotation. Selon un autre mode de réalisation, la machine électromagnétique comporte : l'extension se présentant sous la forme d'un anneau dont l'espace central est occupé par l'hélice, 35 et comportant un chemin de roulement interne, formé à une surface périphérique de l'extension, qui définit ladite première surface de contact ; et le moyen de maintien qui est un roulement mécanique formé par au moins trois corps roulants en contact d'une part avec le chemin de roulement interne et d'autre part avec un chemin de roulement externe formé dans le stator. Selon un autre mode de réalisation, les corps roulants 5 sont répartis angulairement autour de l'axe de rotation du rotor par une cage interposée entre le rotor et le stator. Un autre mode de réalisation de la présente invention prévoit une canalisation qui comporte un espace interne comportant la machine électromagnétique selon l'un des modes de 10 réalisation précédent. Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif 15 en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1, précédemment décrite, est une vue schématique d'une machine électromagnétique associée à une turbine selon l'art antérieur ; la figure 2 est une vue en coupe d'une machine 20 électromagnétique selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figures 3 est une autre vue en coupe partielle et schématique de la machine électromagnétique représentée par la figure 2 ; 25 la figure 4 est une vue en coupe partielle et schématique d'une machine électromagnétique selon un autre mode de réalisation de la présente invention ; la figure 5 est une autre vue en coupe schématique de la machine électromagnétique représentée à la figure 4 ; 30 la figure 6 est une vue en coupe partielle et schématique d'une machine électromagnétique selon un autre mode de réalisation de la présente invention ; et la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une canalisation comportant une machine électromagnétique selon la 35 présente invention.

Description détaillée Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures qui ont été tracées sans respect d'échelle.

Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits. En particulier la réalisation des éléments mécaniques et les principes de fonctionnement des machines tournantes, des moteurs et des générateurs, connus de l'homme du métier, ne seront pas explicités. Les modes de réalisation décrits ci-après ont pour objet une machine électromagnétique comportant une turbine à hélice. Par hélice il faut comprendre tout ensemble comportant au moins une pale et apte à interagir avec un fluide. En particulier l'hélice peut être mise en rotation par le fluide (éolienne, récupération de l'énergie cinétique du fluide) ou mettre en mouvement ce fluide (ventilateur, moteur à hélice). Par machine électromagnétique, il faut comprendre toute machine utilisant l'électricité, notamment l'électromagnétisme, apte à transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique et réciproquement. Notamment, l'homme du métier sait transformer une génératrice synchrone de courant électrique en moteur. Ainsi, la description d'une génératrice synchrone de courant électrique vaut pour la description d'un moteur synchrone utilisant du courant électrique. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une machine électromagnétique 20, selon un mode de réalisation de la présente invention. La machine électromagnétique 20 comporte un carter 21, un rotor 22 et un stator 23. Le plan de coupe et la position angulaire du rotor ont été choisis de façon à montrer les différents composants de la machine électromagnétique. Le carter 21 forme, au moins en partie, l'enveloppe externe d'une machine électromagnétique 20. Il a, par exemple, une forme d'un tube profilé de façon à créer, à l'intérieur du tube, un effet venturi et à canaliser un flux d'un fluide incident de vitesse V1 vers le rotor 22. Le carter 21 comporte en outre une cavité 24 destinée à accueillir, maintenir et protéger du fluide incident des parties du stator 23.

Le rotor 22 comporte une hélice 25 munie d'une pale 41 tournant autour d'un axe de rotation X. L'axe de rotation X est situé dans le plan de coupe de la figure 2. Dans le cas particulier du mode de réalisation représenté par la figure 2, l'hélice 25 est montée sur un arbre central 27, maintenu par des paliers 35, dont l'axe est l'axe de rotation X. Une extension 26 est montée sur l'hélice 25 dans le prolongement d'une extrémité de la pale 41, extrémité distale de l'axe de rotation X. La forme de l'extension 26 est variable selon le mode de réalisation de l'invention. L'extension 26 peut avoir la forme d'un anneau circulaire, dont le centre est sur l'axe de rotation X. Dans ce mode de réalisation, l'extension 26 entoure avantageusement les extrémités des pales 41 de l'hélice 25, extrémités distales de l'axe de rotation X. L'extension 26 peut être, par exemple, fixée sur ces extrémités distales. L'extension 26 peut comporter, entre autre, un substrat 28, par exemple en matière plastique moulée ou tout autre résine polymère. Ce substrat 28 incorpore, localement, un aimant 29 générant un champ magnétique. Par exemple l'aimant 29 peut être un aimant permanent dipolaire dont l'axe nord-sud des pôles magnétiques est parallèle à l'axe de rotation X. L'aimant 29 décrit une trajectoire 32 circulaire dans un plan de rotation P, lors de la rotation de l'hélice 25. Le stator 23, considéré comme fixe vis-à-vis du rotor 25 22 monté à rotation autour de l'axe de rotation X, comporte une coque 30 et une bobine 31 électrique reliée à la coque 30. Un hauban 36 relie, par exemple, le palier 35 de l'arbre 27 à la coque 30. Avantageusement, la coque 30 peut envelopper toute la trajectoire 32 circulaire de l'aimant 29 ou bien être située 30 seulement à proximité d'un point de cette trajectoire 32. La bobine 31 est placée à proximité de la trajectoire 32 circulaire de l'aimant 29 de telle façon que, durant la rotation de l'aimant 29, le champ magnétique tournant généré par l'aimant 29 crée un courant électrique induit dans les spires de la bobine 35 31. Le stator 23 est ainsi muni de la bobine 31 couplée électromagnétiquement avec l'aimant 29 du rotor 22. L'ensemble rotor 22 et stator 23 forme un alternateur ou, de façon plus générale, une machine électromagnétique 20 intégrant une turbine. Une machine électromagnétique, dont le rotor comporte un aimant permanent tournant, peut se comporter soit comme une génératrice de courant électrique ou comme un moteur sans balais (moteurs dits "brushless" en terme anglo-saxon). Durant la rotation du rotor 22 autour de l'axe de rotation X, l'aimant 29 doit être maintenu dans le plan de rotation P, afin que l'aimant puisse coopérer efficacement avec la bobine 31. Étant donné la masse inhérente à l'aimant 29 et la distance entre l'aimant et l'axe de rotation X, contraindre la trajectoire 32 de l'aimant 29 à rester strictement dans le plan de rotation P n'est pas aisé. Notamment, en fonction de la vitesse de rotation du rotor 22, de la présence du fluide de vitesse V1, des matériaux utilisés, une hélice peut se déformer et le couplage électromagnétique, entre l'aimant 29 et la bobine 31, s'en trouverait perturbé. C'est le cas, en particulier, lorsque la machine électromagnétique 20 est miniaturisée et lorsque l'hélice 25 est réalisée avec des matériaux légers, à la limite flexibles. Il en résulte un besoin d'améliorer le maintien du rotor. Pour cela il est prévu que l'extension 26 de l'hélice 25 du rotor 22 comporte une première surface de contact configurée pour coopérer par contact mécanique avec un moyen de maintien de sorte à contraindre la trajectoire 32 de l'aimant 29 selon le plan de rotation P. Afin de contraindre la trajectoire 32 circulaire de l'aimant 29 selon le plan de rotation P, l'extension 26 et la coque 30 peuvent comporter, respectivement, une première surface de friction 38 et une deuxième surface de friction 39. Ces première et deuxième surfaces de friction 38 et 39 sont en regard et sont, au moins partiellement en contact au cours de la rotation du rotor 22, notamment lorsque l'aimant 29 est proximal de la bobine 31. Autrement dit le stator 23 comporte un moyen de maintien (la deuxième surface de friction 39), associé à une première surface de contact (la première surface de friction 38) du rotor 22, pour contraindre la trajectoire 32 de l'aimant 29 selon le plan de rotation P. La deuxième surface de contact (la deuxième surface de friction 39) est apte à agir par friction sur la première surface de contact (la première surface de friction 38). Ainsi durant sa révolution autour de l'axe de rotation X l'aimant 29 est maintenu à une distance contrôlée de la bobine 31, en particulier lorsqu'il est proximal de cette bobine 31. La figure 3 est une vue détaillée en coupe longitudinale schématique de la machine électromagnétique 20 précédemment décrite en relation avec la figure 2. Les éléments identiques ne seront pas de nouveau décrits. Pour des raisons de clarté, le carter n'est pas représenté et seule une demi coupe est dessinée. De plus, de manière arbitraire et pour faciliter la description, le plan de coupe de la figure 3 comprend la pale 41, l'aimant 29, la bobine 31, bien que ces éléments ne soient pas obligatoirement situés dans un même plan. L'extension 26 comporte l'aimant 29, par exemple un aimant permanent dipolaire, relié à l'extrémité de la pale 41, extrémité distale de l'axe de rotation X, au moyen d'une entretoise 46 formée par le substrat 28. L'entretoise 46 a, par exemple, la forme d'une traverse, allongée parallèlement à l'axe de rotation X, présentant à une extrémité longitudinale la première surface de friction 38, avantageusement orthogonale à l'axe de rotation X. Durant la rotation de la pale 41 autour de l'axe de rotation X, l'aimant 29 décrit la trajectoire 32 du plan de rotation P. Le stator 23 comporte la bobine 31, proche de la trajectoire 32 décrite par l'aimant 29. Par proche, on entend que la bobine 31 est apte à coopérer avec le champ magnétique de l'aimant 29. La deuxième surface de friction 39, par exemple formée à partir d'une protubérance 49 de la coque 30 du stator 23, est positionnée de façon à être, au moins partiellement, en contact avec la première surface de friction 38 lorsque l'aimant 29 est proximal de la bobine 31. En d'autres termes, la deuxième surface de friction 39 coopère avec le rotor 22 au moyen d'une friction mécanique sur l'extension 26 afin de contraindre la trajectoire 32 de l'aimant 29 selon le plan de rotation P. Les surfaces de friction 38, 39 peuvent être situées selon d'autres endroits respectivement sur le stator 23 et sur l'extension 26. Par exemple, l'extension 26 peut comporter une excroissance externe 50 centrifuge de l'axe de rotation X, comportant une surface externe de friction 47 avantageusement perpendiculaire à l'axe de rotation X, et coopérant avec une surface complémentaire de friction 48 du stator 23. De manière avantageuse les différentes surfaces de friction 38, 39, 47, 48 décrites en relation avec la figure 3 peuvent être ponctuellement réparties sur des circonférences parallèles au plan de rotation P et situées par exemple de chaque côté du plan de rotation P. Elles peuvent former également des circonférences complètes sans discontinuité. Elles peuvent être engendrées par des protubérances 49 en tétrafluoroéthylène (téflon) ou un composé similaire afin de réduire les frottements. Les différentes surfaces de friction 38, 39, 47, 48 peuvent être lubrifiées par le fluide incident pour minimiser les frottements. L'arbre central de rotation 27 peut collaborer avec les différentes surfaces de friction 38, 39, 47, 48 afin de contraindre la trajectoire 32 circulaire de l'aimant 29 selon le plan de rotation P. La figure 4 est une coupe longitudinale schématique d'une machine électromagnétique 54, similaire à celle la figure 2, selon un autre mode de réalisation. La description ne sera pas reprise pour les éléments identiques. Le plan de coupe de la figure 4 comprend l'axe de rotation X. De manière arbitraire et pour faciliter la description, le plan de coupe de la figure 4 comprend la pale 41, l'aimant 29, la bobine 31, bien que ces éléments ne soient pas obligatoirement situés dans un même plan. Le rotor 22 comporte l'hélice 25 munie d'une pale 41 tournant autour de l'axe de rotation X. L'hélice 25 est pourvue de l'extension 26. Le substrat 28 de l'extension 26, incorporant l'aimant 29, présente l'excroissance externe 50, située à l'extérieur de la trajectoire 32 décrite par l'aimant 29, dans le plan de rotation P, durant la rotation du rotor 22.

L'excroissance externe 50 est limitée par une surface périphérique 56 de révolution autour de l'axe de rotation X. La coque 30 du stator 23 comporte une surface interne 57 pouvant coopérer avec la surface périphérique 56 du rotor 22. Un roulement mécanique 58 est formé entre l'excroissance externe 50 et le stator 23. Dans l'exemple particulier illustré par la figure 4, le roulement 58 est un roulement à billes. De manière avantageuse la surface périphérique 56 du rotor 22 présente un chemin de roulement interne 60, par exemple défini par une gorge de la surface périphérique 56. La surface interne 57 du stator 23 présente, de façon similaire, un chemin de roulement externe 61, par exemple défini par une gorge de la surface interne 57 de la coque 30. De manière avantageuse, chacun des chemins de roulement interne 60 et externe 61 est disposé de façon à ce que le plan de rotation P soit un plan de symétrie pour chacun des chemins de roulement. Un corps roulant, par exemple une bille 62, est en contact avec les chemins de roulement interne 60 et externe 61. Localisée entre les chemins de roulement interne 60 et externe 61, une cage de roulement 63 peut, de façon optionnelle, maintenir le corps roulant. La bille 62, coopérant avec les chemins de roulement interne 60 et externe 61, de forme concave, contraint, par contact mécanique sur l'extension 26, la trajectoire de l'aimant 29 selon le plan de rotation P. En d'autres termes, un corps roulant (la bille 62) coopère avec une première surface de contact (le chemin de roulement interne 60) et une deuxième surface de contact (le chemin de roulement externe 61) de sorte à contraindre la trajectoire 32 de l'aimant 29 selon le plan de rotation P.

La figure 5 est une vue en coupe transversale, selon le plan de rotation P, de la machine électromagnétique 54 précédemment décrite en relation avec la figure 4. Le rotor comporte l'hélice 25 formée, par exemple, de cinq pales 41 reliées par un moyeu central 70. Avantageusement, le moyeu central 70 peut être évidé et avoir la forme d'un anneau entourant un espace libre 76 centré sur l'axe de rotation X. L'hélice 25 est avantageusement située sensiblement dans le plan de rotation P. L'extension 26 a, par exemple, la forme d'un anneau 74 circulaire, plan, centré sur l'axe de rotation X et sensiblement situé dans le plan de rotation P. L'anneau 74 est délimité, intérieurement, par une surface interne 71 et, extérieurement, par la surface périphérique 56 du rotor 22. Un espace central 75 de l'anneau 74, situé entre la surface interne 71 de l'anneau 74 et l'axe de rotation X, est occupé par l'hélice 25. La surface interne 71 est reliée, par exemple, aux extrémités des pales 41 de l'hélice 25, extrémités distales de l'axe de rotation X. L'extension 26 comporte le substrat 28 incorporant localement, dans le plan de rotation P, une pluralité d'aimants 29, par exemple au nombre de 8, et par exemple régulièrement répartis le long d'une circonférence d'induction magnétique 73 située dans le plan de rotation P centrée sur l'axe de rotation X. Ainsi constitué le rotor 22, dans son ensemble, est rigidifié par la présence de l'extension 26 ayant la forme d'un anneau plat et continu, par exemple en résine. Le stator 23 comporte la coque 30 et, par exemple, trois bobines 31, reliées à la coque 30, et avantageusement régulièrement réparties au droit de la circonférence d'induction magnétique 73. Les bobines 31 sont en dehors du plan de coupe de la figure 5, elles ont été néanmoins représentées pour plus de clarté. La coque 30 comporte la surface interne 57 proche de la surface périphérique 56 du rotor 22. Ainsi qu'il a été décrit précédemment en relation avec la figure 4, la surface interne 57, de la coque 30, comporte le chemin de roulement externe 61. L'extension 26 comporte le chemin de roulement interne 60, formé à la surface périphérique 56 de l'extension 26. Par exemple, trois billes 62 sont réparties, angulairement autour de l'axe de rotation X, en contact avec les chemins de roulement externe 61 et interne 60. Les trois billes 62 forment ainsi des corps roulants en contact mécanique avec une première surface de contact (le chemin de roulement interne 60) et une deuxième surface de contact (le chemin de roulement externe 61). Avantageusement, l'espacement entre les trois billes 62 est maintenu constant par la cage de roulement 63 située entre les chemins de roulement interne 60 et externe 61. Les trois billes 62 n'étant pas alignées, elles assujettissent la rotation du rotor 22 autour de l'axe de rotation X. Les frottements de ce montage sont minimisés par la présence de seulement trois billes 62 roulantes entre les chemins de roulement externe 61 et interne 60. La masse mécanique du rotor est minimisée car l'arbre central, précédemment décrit, n'est plus nécessaire du fait de la présence du roulement mécanique 58. L'hélice 25, en matériaux légers, peut être évidée au niveau du moyeu central 70. La figure 6 est une coupe longitudinale d'une machine électromagnétique 80 similaire à la machine électromagnétique 54 précédemment décrite en relation avec la figure 4 et selon un plan de coupe identique au plan de coupe de la figure 4. Seule la position du roulement mécanique est modifiée. L'excroissance 50 de l'extension 26 comporte une première surface de roulement 81. La coque 30 du stator 23 comporte une deuxième surface de roulement 82 pouvant coopérer avec la première surface de roulement 81 de l'excroissance du rotor au moyen d'un corps roulant 86 se déplaçant selon un plan parallèle au plan de rotation P. Dans l'exemple particulier illustré par la figure 6, un roulement de butée 79 est formé à l'aide de la première surface de roulement 81 et de la deuxième surface de roulement 82. Le roulement de butée 79 est, par exemple, un roulement mécanique à billes. De manière avantageuse la première surface de roulement 81 du rotor 22 comporte un premier chemin de roulement 83 défini, par exemple, par une première gorge de révolution dont l'axe est l'axe de rotation X. De manière avantageuse la deuxième surface de roulement 82 du stator 23 comporte un deuxième chemin de roulement 84 défini, par exemple, par une deuxième gorge de révolution dont l'axe est l'axe de rotation X. Le corps roulant 86, par exemple une bille 86, est en contact avec les premier 83 et deuxième 84 chemins de roulement. La bille 86 peut, le cas échéant, être maintenue, par une cage de maintien 87 placée entre la première surface de roulement 81 et la deuxième surface de roulement 82. De façon avantageuse deux roulements de butée 79 peuvent être placés de part et d'autre du plan de rotation P afin de contraindre la trajectoire 32 de l'aimant 29 dans le plan de rotation P. Le cas échéant un seul roulement de butée 79 peut être utilisé pourvu que les configurations des liaisons mécaniques du rotor ou des conditions d'utilisation de la machine électromagnétique 80, impliquent que le rotor 22 soit en appui sur le roulement de butée 79. Par exemple, dans un mode particulier de réalisation, trois billes 86 sont réparties le long des premier et deuxième chemins de roulement 83 et 84 définis par des gorges concaves. L'espacement entre ces trois billes est maintenu constant par la cage de maintien 87. Les trois billes 86 n'étant pas alignées, elles contraignent le rotor à rotation autour de l'axe de rotation X. Les frottements de ce montage sont minimisés par la présence de seulement trois billes 86 roulantes entre les chemins de roulement. La masse mécanique du rotor est minimisée car l'arbre central, précédemment décrit, n'est plus nécessaire du fait de la présence du roulement mécanique de butée 79. L'hélice 25, en matériaux légers, peut être évidée au niveau du moyeu central 70. De façon similaire, le roulement de butée 79 peut être placé en d'autres endroits entre l'extension 26 et le stator 23. En particulier, il peut être localisé entre la pale 41 et la bobine 31. La figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une 10 canalisation 90, par exemple circulaire, comportant une machine électromagnétique 91 selon l'un des modes de réalisation précédemment décrits. Par exemple, la machine électromagnétique 91 est similaire à la machine électromagnétique 80 décrite en relation avec la figure 6. La canalisation 90 comporte un espace 15 interne 92 délimité par une paroi 93 de la canalisation 90. Un fluide incident de vitesse V1 peut transiter dans l'espace interne 92. Avantageusement, la paroi 93 forme également la coque 30 du stator 23 de la machine électromagnétique 91. Ainsi la paroi 93 de la canalisation 90 comporte, par exemple noyé 20 dans son épaisseur, la bobine 31 dont les fils d'alimentation 94, conducteurs de l'électricité, peuvent sortir à l'extérieur de la canalisation 90. Dans la configuration où la bobine 31 est noyée dans la paroi 93 de la canalisation 90, l'étanchéité entre l'espace interne 92 et l'extérieur n'est pas rompue par la 25 présence des fils d'alimentation 94 de la machine électromagnétique 91. Le rotor 22 est monté à rotation autour de l'axe de rotation X, selon l'un des modes de réalisation décrits précédemment. L'axe de rotation X est également, par exemple, l'axe longitudinal de la canalisation 90 dans une région proche 30 de la machine électromagnétique 91. De manière avantageuse, le moyeu 70 de l'hélice 25 comporte un important espace libre 76 afin de limiter le freinage du flux du fluide incident par l'hélice 25. Selon un premier exemple d'un mode de fonctionnement particulier, la machine électromagnétique 91 peut 35 fournir du courant électrique, par exemple à un système de contrôle électronique du fonctionnement de la canalisation. La canalisation 90 est alors une canalisation autocontrôlée. Selon un deuxième exemple d'un autre mode de fonctionnement particulier, la machine électromagnétique 91 peut être configurée en moteur. La canalisation est alors une canalisation 90 active poussant le fluide incident transporté au moyen d'une pompe intégrée à la canalisation. De nombreux modes de réalisation de canalisations 90 sont possibles, en particulier en combinant les différents modes de réalisation des machines électromagnétiques précédemment décrits. La canalisation 90 peut être reliée à une autre canalisation par une bride ou tout autre moyen connu. Le montage du rotor 22 dans le stator 23 n'a pas été décrit car il est réalisable par l'homme du métier, par exemple en prévoyant une canalisation démontable et pouvant être assemblée par des boulons. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications 15 apparaîtront à l'homme de l'art. La taille et les matériaux utilisés pour réaliser les machines électromagnétiques n'ont pas été décrits car les possibilités sont très vastes et accessibles à l'homme du métier.

20 L'angle entre les première et deuxième surfaces de contact et l'axe de rotation X peut être adapté selon les objectifs à atteindre. Il peut être quelconque. Il en est de même pour les formes des surfaces de friction ou des chemins de roulement qui ne sont pas obligatoirement planes ou concaves.

25 La fonction de l'aimant du rotor est de générer un champ magnétique apte à coopérer avec les bobines du stator. Tous les moyens équivalents peuvent être utilisés, en particulier les aimants permanents, les électroaimants, les nanostructures et autres matériaux pouvant générer un champ 30 magnétique. L'aimant peut être, par exemple, un aimant permanent notamment en néodyme, fer, bore. L'aimant peut être directement fixé à une extrémité de l'hélice, distale de l'axe de rotation X. L'aimant constitue alors, en lui-même, l'extension et peut être profilé de façon à coopérer avec un moyen de maintien 35 mécanique. De nombreux types de roulements mécaniques existent et conviennent pour les différents modes de réalisation décrits utilisant des roulements mécaniques. Notons, par exemple, les roulements à billes, à aiguilles, à rouleaux droits ou coniques cette liste n'est pas exhaustive. Les roulements mécaniques décrits peuvent être réalisés avec tous les matériaux, notamment métalliques ou plastiques, usuellement employés pour les 5 roulements mécaniques. En particulier, ces matériaux seront adaptés aux fluides utilisés par la turbine. Les chemins de roulement sont réalisés dans les matériaux respectifs du rotor et du stator. Il est également possible d'inclure des bagues spécifiques, par exemple métalliques, dans l'extension du rotor 10 et dans la coque du stator pour former le roulement mécanique. Le problème du montage des différentes parties des machines électromagnétiques et en particulier des roulements n'a pas été abordé. Il est résolu de manière classique et notamment en prévoyant, par exemple des demi-coques, pour le stator, 15 pouvant être assemblées par des boulons. Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus et contribuent, dans leurs différentes combinaisons à l'enseignement apporté par la présente description. On notera que l'homme de l'art pourra, combiner 20 divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes sans faire preuve d'activité inventive.

Claims

REVENDICATIONS1. Rotor (22) comportant : - une hélice (25) munie d'une pale (41) tournant autour d'un axe de rotation (X) ; et - une extension (26) montée sur l'hélice (25) dans le 5 prolongement d'une extrémité de la pale (41) distale de l'axe de rotation (X) ; l'extension incorporant un aimant (29) et comportant une première surface de contact (38, 47, 60, 83) configurée pour coopérer par contact mécanique avec un moyen de maintien (39, 10 48, 62, 86) de sorte à contraindre une trajectoire (32) de l'aimant (29) selon un plan de rotation (P).
2. Machine électromagnétique (20, 54, 80, 91) comportant le rotor (22) selon la revendication 1, un stator (23) muni d'une bobine (31) couplée électromagnétiquement avec 15 l'aimant (29) du rotor (22) et un moyen de maintien associé à la première surface de contact (38, 47, 60, 83) pour contraindre la trajectoire (32) de l'aimant (29) selon le plan de rotation (P).
3. Machine électromagnétique selon la revendication 2, comportant une deuxième surface de contact (61, 84) associée à 20 la première surface de contact (60, 83) et dont le moyen de maintien comporte un corps roulant coopérant avec les première (60, 83) et deuxième (61, 84) surfaces de contact.
4. Machine électromagnétique (20, 54, 80, 91) selon la revendication 3, dont le corps roulant (62, 86) est une bille. 25
5. Machine électromagnétique (20, 54, 80, 91) selon la revendication 3 ou 4, comportant au moins trois corps roulants (62, 86) répartis angulairement autour de l'axe de rotation (X) et maintenus par une cage (63, 87).
6. Machine électromagnétique (20, 54, 80, 91) selon la 30 revendication 5, dont lesdits au moins trois corps roulants (62, 86) assujettissent la rotation du rotor (22) autour de l'axe de rotation (X).
7. Machine électromagnétique (20, 54, 80, 91) selon la revendication 2, comportant une deuxième surface de contact (39, 35 48) associée à la première surface de contact (38, 47) et apte à agir par friction sur la première surface de contact (38, 47)pour contraindre la trajectoire (32) de l'aimant (29) selon le plan de rotation (P).
8. Machine électromagnétique (20, 54, 80, 91) selon la revendication 2, dont : - l'extension (26) se présente sous la forme d'un anneau (74) dont l'espace central (75) est occupé par l'hélice (25), et comporte un chemin de roulement interne (60), formé à une surface périphérique (56) de l'extension (26), définissant ladite première surface de contact (60); - le moyen de maintien est un roulement mécanique (58) formé par au moins trois corps roulants (62) en contact d'une part avec le chemin de roulement interne (60) et d'autre part avec un chemin de roulement externe (61) formé dans le stator (23).
9. Machine électromagnétique (20, 54, 80, 91) selon la revendication 8, caractérisée en ce que lesdits au moins trois corps roulants (62) sont répartis angulairement autour de l'axe de rotation (X) du rotor (22) par une cage (63) interposée entre le rotor (22) et le stator (23).
10. Canalisation (90) comportant un espace interne (92) comportant la machine électromagnétique (20, 54, 80, 91) selon l'une des revendications 2 à 9.