FR3002600A1 - Pompe hydraulique a encombrement reduit, de preference pour activites aquatiques - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une pompe hydraulique (10) comprenant un arbre de pompe (52) et un carter (46) délimitant un canal de circulation de liquide (44) présentant un orifice de sortie (12) de section aplatie et étant orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe de sortie de liquide (14) incliné par rapport à un axe longitudinal (22) de l'arbre de pompe traversant le carter, celui-ci comprenant un premier tronçon (100a) dont la surface intérieure (102a) est de section circulaire centrée sur l'axe longitudinal (22) et entourant un impulseur de pompe (60) porté par l'arbre de pompe (52). Selon l'invention, le premier tronçon (100a) présente une extrémité aval à partir de laquelle la section de la surface intérieure du carter s'aplatit.

Description

POMPE HYDRAULIQUE A ENCOMBREMENT REDUIT, DE PREFERENCE POUR ACTIVITES AQUATIQUES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des pompes hydrauliques, et en particulier à celui des pompes à eau. L'invention s'applique préférentiellement, mais non exclusivement à la pratique d'activités aquatiques nécessitant la création d'un courant. A titre d'exemple, l'invention peut être appliquée à une zone d'activité aquatique où l'eau est projetée par une ou plusieurs pompes sur une surface d'évolution, afin qu'une personne se situant sur cette surface puisse glisser sur l'eau qui y est projetée, par exemple à l'aide d'une planche, d'une bouée ou similaire. Dans un tel cas, il est créé des conditions artificielles particulières permettant la pratique d'activités sportives / de loisirs du type « surf », « bodyboard », « wakeboard », etc., ou encore du type « bodysurf » où la personne ne dispose pas de planche, mais glisse en étant en contact direct avec l'eau projetée. Dans ce cas de figure, la surface d'évolution peut prendre toute forme, de préférence en définissant une pente, éventuellement progressive. Alternativement, la surface d'évolution peut être horizontale, avec dans ce cas-là la mise en place préférentielle d'un palonnier auquel la personne évoluant sur la surface peut s'agripper. D'autres applications analogues sont également possibles, comme la nage à contre-courant, le canoë, ou encore la création d'un courant destiné à pousser les baigneurs le long d'un chemin d'eau, à la manière d'une rivière. Dans ce dernier cas, les baigneurs peuvent ou non être équipés de moyens de flottaison ou d'aide à la flottaison telles que des planches, bouées, etc. L'invention est destinée à recréer des conditions aquatiques entièrement artificielles, ou bien semi-artificielles en se plaçant dans une capacité d'eau naturelle, comme un lac, un étang, une rivière, un bras de mer, etc. Un autre exemple d'application pour la pompe selon l'invention est celui de la formation d'un jet à l'air libre, par exemple pour une fontaine. Egalement, l'invention s'applique à toute pompe hydraulique destinée au relevage ou au transport d'eau. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Il existe de nombreuses conceptions de pompes hydrauliques, dictées en fonction des besoins rencontrés. Certaines d'entre-elles présentent un canal de circulation de liquide comprenant un orifice de sortie orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe de sortie de liquide, incliné par rapport à un axe longitudinal de l'arbre de pompe. De plus, dans certains cas, il est nécessaire de prévoir que l'orifice de sortie présente une section aplatie, afin de bénéficier d'un jet « étiré » en sortie de pompe. Pour ce faire, le canal de circulation doit disposer d'une forme évolutive, puisqu'il requiert par ailleurs une portion circulaire au niveau de l'impulseur de pompe. Habituellement, le passage de la section circulaire à la section aplatie s'effectue au niveau d'un tronçon de sortie du carter, centré sur l'axe de sortie du liquide. Concrètement, c'est même généralement un adaptateur de section évolutive qui est rapporté sur un orifice de sortie circulaire de la pompe. Afin de pouvoir bénéficier d'un jet laminaire performant en sortie de pompe, cette transition de forme doit être progressive. De plus, une fois la forme de la section de sortie obtenue au sein du canal de circulation, cette section doit être conservée sur une longueur de carter importante avant l'orifice de sortie. Cela engendre un encombrement élevé selon la direction de l'axe de sortie de liquide, de sorte que la conception de telles pompes reste à optimiser. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet une pompe hydraulique comprenant un arbre de pompe et un carter délimitant un canal de circulation de liquide présentant un orifice de sortie de section aplatie et étant orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe de sortie de liquide incliné par rapport à un axe longitudinal de l'arbre de pompe traversant ledit carter, celui-ci comprenant un premier tronçon dont la surface intérieure est de section circulaire centrée sur ledit axe longitudinal et entourant un impulseur de pompe porté par l'arbre de pompe. Selon l'invention, ledit premier tronçon présente une extrémité aval à partir de laquelle la section de la surface intérieure du carter s'aplatit. L'invention présente par conséquent la particularité d'initier l'aplatissement de la section très en amont dans le canal de circulation, au niveau de la partie du carter qui entoure l'arbre de pompe. Il en résulte avantageusement une réduction sensible de l'encombrement de la pompe selon la direction de l'axe de sortie de liquide, tout en permettant la formation d'un jet laminaire performant en sortie de pompe. Il est noté que la section aplatie de l'orifice de sortie peut présenter toute forme présentant une grande dimension et une petite dimension, le rapport entre les deux pouvant par exemple être de l'ordre de 2 à 15. Il s'agit préférentiellement, mais non exclusivement d'une forme générale rectangulaire ou elliptique. Pour la forme générale rectangulaire, celle-ci peut présenter des angles arrondis et/ou un ou plusieurs côtés de forme bombée, vers l'intérieur ou l'extérieur. Le but de cette section aplatie est de délivrer en sortie de pompe un jet laminaire « étiré », qui est par exemple parfaitement adapté pour être dispensé sur une surface d'évolution d'une zone d'activité aquatique. De préférence, le carter comporte un second tronçon agencé dans la continuité du premier tronçon, le second tronçon ayant une surface intérieure de section évolutive s'aplatissant et étant entièrement disposé autour de l'arbre de pompe, et étant de préférence centré sur toute sa longueur sur l'axe longitudinal. En d'autres termes, ce second tronçon ne traverse par l'arbre de pompe. De préférence, la section de la surface intérieure de l'extrémité aval du second tronçon est identique à celle de l'orifice de sortie de la pompe. De préférence, entre cette extrémité aval du second tronçon et l'orifice de sortie, la section du carter présente préférentiellement une forme identique, c'est-à-dire invariable. Alternativement, la section de la surface intérieure de l'extrémité aval du second tronçon pourrait être de forme homothétique par rapport à celle de l'orifice de sortie de la pompe, en étant de plus grande ou de plus petite dimension.

Selon un autre mode de réalisation envisagé, la section de la surface intérieure de l'extrémité aval du second tronçon pourrait être différente de celle de l'orifice de sortie de la pompe, avec dans ce cas une section du carter dont la forme continuerait à évoluer en aval du second tronçon, pour atteindre la section aplatie désirée. Cette évolution de forme pourrait alors se poursuivre au niveau des éléments aval du carter, tel qu'un coude et/ou un tronçon de sortie. A cet égard, il est noté que le carter comprend préférentiellement un coude agencé dans la continuité du second tronçon, ainsi qu'un tronçon de sortie agencé dans la continuité du coude. Dans cette configuration, ledit coude et le tronçon de sortie présentent de préférence une surface intérieure de même section, correspondant à celle de la surface intérieure de l'extrémité aval du second tronçon. Aussi, sur toute cette partie aval du canal de circulation, la section de ce dernier n'évolue pas, ce qui permet de bénéficier d'une longueur de canal importante amenant le liquide à se trouver dans de très bonnes conditions pour délivrer un jet laminaire étiré, sans que cela n'impacte réellement l'encombrement global de la pompe dans la direction de l'axe de sortie du liquide. De préférence, l'arbre de pompe traverse ledit carter au niveau du coude. De préférence, comme évoqué ci-dessus, ladite section aplatie de l'orifice de sortie prend une forme générale rectangulaire ou elliptique.

De préférence, la pompe comprend un système de support de l'arbre de pompe placé dans ledit canal de circulation, le système comportant une structure de support solidaire du carter ainsi qu'un palier de guidage en rotation de l'arbre de pompe porté par la structure de support. De plus, elle comporte une ouverture de carter à partir de laquelle un conduit de passage d'arbre de pompe s'étend dans ledit canal de circulation jusqu'au système de support de l'arbre, l'arbre de pompe s'étendant librement à travers ledit conduit. Dans cette configuration, le conduit de passage prend la forme d'un puits traversé avec jeu par l'arbre de pompe, qui est seulement guidé en rotation au niveau de sa portion située dans la continuité du fond de ce puits, par le palier du système de support. Aussi, en étant libre par rapport au conduit qu'il traverse, et donc par rapport au carter, l'arbre de pompe présente par rapport à l'art antérieur une capacité améliorée de flexion / débattement angulaire pour faire face à un éventuel désalignement avec l'axe moteur, sans introduire de contrainte mécanique trop importante dans la pompe. Cela permet d'assurer un accouplement aisé avec la partie tournante du moteur, se traduisant avantageusement par un gain de temps. En outre, en raison de l'absence de contrainte mécanique importante introduite dans la pompe, les pièces de celle-ci n'ont pas besoin d'être surdimensionnées, ce qui entraîne un gain de masse non négligeable.

Aussi, l'invention étant tolérante à des éventuels défauts d'alignement d'amplitude limitée entre l'arbre de pompe et le moteur, les tolérances de fabrication peuvent être plus élevées, avec pour conséquence des coûts de fabrication réduits. Grâce au guidage de l'arbre en fond de puits, la capacité de débattement / flexion décrite ci-dessus est obtenue même avec un moteur s'accouplant à l'arbre de pompe au plus près du carter. L'encombrement global de la pompe, selon la direction de l'axe longitudinal de l'arbre de pompe, peut ainsi être particulièrement faible. Enfin, la pompe étant moins contraintes mécaniquement, les opérations de maintenance visant à changer les pièces les plus sollicitées sont largement réduites par rapport aux pompes à l'art antérieur. En particulier, le second palier placé antérieurement au niveau du carter n'a plus à être changé régulièrement puisqu'il a été supprimé, de même que les nuisances sonores résultant de son usure prématurée ne sont plus rencontrées.

Cette configuration apporte ainsi un compromis extrêmement satisfaisant entre facilité et rapidité de montage, robustesse et résistance à l'usure, faibles coûts de fabrication et de maintenance, et encombrement axial limité. Comme cela ressort de ce qui précède, du fait que l'arbre traverse librement le conduit de passage, la pompe selon l'invention est dépourvue de moyens de guidage de l'arbre entre ce même arbre et le conduit de passage, tout le long de ce dernier. Par conséquent, aucun moyen du type palier ou analogue n'est interposé entre eux deux, et ce pour faciliter le débattement / la flexion de l'arbre autorisé par la présence du jeu radial. De plus, il est préférentiellement prévu de n'interposer aucun autre élément entre l'arbre et le conduit, laissant ainsi entièrement libre l'espace annulaire entre le conduit de passage et l'arbre de pompe. Cette caractéristique n'est cependant pas limitative, étant donné qu'il pourrait par exemple être prévu des moyens d'étanchéité tels que des joints ou similaires, même si cette caractéristique n'est pas préférée puisqu'il est au contraire préférentiellement fait en sorte qu'un débit de liquide de refroidissement et/ou de lubrification chemine entre l'arbre et son conduit de passage. En outre, le conduit de passage entourant l'arbre dès l'ouverture du carter, cela permet d'interdire ou de limiter la quantité de liquide s'échappant du canal de circulation au niveau où l'arbre traverse le carter. Préférentiellement, il est prévu une étanchéité entre l'ouverture de carter et le conduit de passage, et/ou entre ce même conduit et le système de support. Alternativement, un débit de fuite pourrait être rencontré au niveau de l'une et/ou de l'autre de ces deux jonctions, même si un tel débit n'est préférentiellement pas désiré. De préférence, depuis une extrémité de raccordement avec une partie tournante d'un moteur de pompe, jusqu'à son extrémité opposée, l'arbre de pompe est guidé en rotation uniquement par ledit palier de guidage situé dans le canal de circulation. A cet égard, il est indiqué que l'extrémité de raccordement peut être insérée directement dans le rotor du moteur, ou bien être couplée en rotation à un arbre moteur. De préférence, le palier de guidage présente une perméabilité au liquide permettant l'introduction d'un débit de liquide à l'intérieur d'un espace annulaire entre le conduit de passage et l'arbre de pompe. Pour ce faire, il est préférentiellement retenu un palier hydrolubrifié. Par conséquent, en traversant le palier, le liquide remplit la fonction de refroidissement et/ou de lubrification, puis éventuellement de refroidissement de l'arbre le long de l'espace annulaire.

De préférence, ledit palier de guidage est agencé à proximité d'un impulseur de pompe porté par l'arbre, cet impulseur prenant une forme classique d'hélice ou de roue à aubes, également dite roue aubagée, ou encore la forme de tout élément similaire. De préférence, l'arbre de pompe présente une extrémité de raccordement couplée en rotation à une partie tournante d'un moteur de pompe préférentiellement destiné à être émergé, la partie tournante du moteur de pompe étant de préférence coaxiale à l'arbre de pompe. De préférence, ledit carter est réalisé en deux demi-parties, de préférence enserrant entre elles un tube formant ledit conduit de passage d'arbre. Dans le cas où l'étanchéité procurée par l'enserrement du tube n'est pas suffisante, des moyens d'étanchéité du type joint ou similaire peuvent être interposés entre l'ouverture du carter et le tube. Alternativement, au lieu d'être rapporté sur le carter, le conduit peut être réalisé d'une seule pièce avec l'une et/ou l'autre des demi-parties de carter. L'invention a également pour objet une zone d'activité aquatique conçue pour mettre en oeuvre un courant d'eau à l'aide d'au moins une telle pompe. De préférence, la zone d'activité aquatique comprend une surface d'évolution qui définit de préférence une pente, une capacité d'eau, ainsi qu'au moins une telle pompe selon l'invention, et de préférence plusieurs de ces pompes agencées côte-à-côte, chaque pompe étant alimentée par ladite capacité d'eau et orientée de manière à pouvoir projeter de l'eau sur ladite surface. Cette zone permet ainsi la pratique d'une activité dite de « glisse » sur l'eau projetée sur la surface d'évolution. D'autres applications sont bien entendu envisagées, comme celles citées ci-dessus. Quelle que soit l'application envisagée, le fait de prévoir plusieurs pompes agencées les unes à côté des autres permet de disposer d'une puissance de jet conséquente tout en permettant une mise en place aisée de la zone. En effet, les pompes individuelles prévues en nombre sont plus facilement transportables et manipulables qu'une pompe unique à gros débit. En outre, leur implantation dans la capacité d'eau est plus aisée, notamment en ce sens que ces pompes peuvent présenter un encombrement global limité selon la direction verticale, lorsque leurs arbres de pompe sont orientés selon cette même direction. Par ailleurs, il est noté que les pompes peuvent être écartées les unes des autres en fonction de la largeur de glisse désirée et de la puissance de jet voulue. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue schématique de côté d'une zone d'activité aquatique, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; - la figure 2 représente une vue de dessus de la zone d'activité aquatique de la figure 1 ; - la figure 3 représente une vue en perspective de l'une des pompes mises en oeuvre dans la zone d'activité aquatique représentée sur les figures précédentes ; - la figure 4 représente également une vue en perspective de l'une des pompes, avec certains capots retirés pour une meilleure visibilité des éléments constitutifs de la pompe ; - la figure 5 est une vue schématisant l'opération de mise en eau de l'une des pompes de la zone d'activité aquatique ; - la figure 6 est une vue en coupe prise le long de la ligne VI-VI de la figure 5 ; - la figure 7 représente une vue en perspective de la pompe montrée sur les figures 3 à 6, partiellement coupée selon un plan de symétrie du canal de circulation de liquide ; - la figure 8 représente une vue en coupe d'une partie de la pompe montrée sur la figure 7, cette vue étant prise selon la ligne VIII-VIII de la figure 9 ; - la figure 9 est une vue en coupe prise le long de la ligne IX-IX de la figure 8 ; - la figure 10 est une vue similaire à celle de la figure 7, sur laquelle les différents tronçons du canal de circulation de liquide ont été identifiés ; - la figure 11 est une vue de face de la pompe montrée sur la figure 10; - la figure 12a est la vue en coupe prise selon l'une quelconque des lignes A-A et A'-A' de la figure 10 ; - la figure 12b est une vue en coupe prise selon la ligne B-B de la figure 10 ; et - la figure 12c est la vue en coupe prise selon l'une quelconque des lignes C-C, C'-C' et C"-C" de la figure 10. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Tout d'abord en référence aux figures 1 et 2, il est représenté une zone d'activité aquatique 1 selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Ici, la zone 1 est destinée à recréer des conditions artificielles de pratique d'activité sportive ou de loisirs comme le « surf », le « bodyboard » ou le « wakeboard », ou toute autre activité analogue dans le domaine de la glisse. Tout d'abord, la zone d'activité comprend une capacité d'eau 2, qui est ici retenue dans un bassin artificiel 4. Dans le mode de réalisation représenté, il s'agit d'une zone 1 entièrement artificielle, qui peut être démontée et remontée sur site, y compris le bassin 4. Il est noté que le bassin artificiel 4 pourrait alternativement être un bassin artificiel fixe, non transportable, sans sortir du cadre de l'invention.

La zone 1 comporte en outre une surface d'évolution 6, agencée au- dessus du bassin 4. Alternativement, cette surface d'évolution 6 peut être agencée au moins en partie au sein du bassin 4, de préférence en partie supérieure de celui-ci. La surface 6 définit une pente, éventuellement progressive. Cette pente est de préférence réalisée à partir d'une structure gonflable appliquant la pente désirée, et sur laquelle est tendue une toile permettant de disposer d'une surface lisse sur laquelle l'eau peut facilement s'écouler. De préférence, la toile est solidarisée à la structure gonflable, et conçue de sorte qu'elle se tende au cours du gonflage de cette structure.

De plus, la zone 1 comprend une pluralité de pompes particulières à la présente invention, ces pompes 10 étant agencées côte-à-côte dans le sens de la largeur de la pente 6. Chaque pompe présente une partie immergée dans la capacité d'eau 2 et est agencée en regard d'un point bas de la surface d'évolution 6. Par ailleurs, comme cela est visible sur la figure 1, la pompe présente un orifice de sortie 12 orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe 14 de sortie de liquide parallèle à l'extrémité basse de la surface d'évolution 6. En fonctionnement, chaque pompe hydraulique 10 envoie donc un jet laminaire sur la surface d'évolution 6, l'eau s'écoulant de bas en haut sur la pente jusqu'à une extrémité aval de celle-ci au niveau de laquelle se trouve un puits 16 de réception de l'eau, permettant de réacheminer celle-ci jusque dans le bassin 4. Par conséquent, le circuit d'eau de la zone d'activité 1 est un circuit fermé. Par ailleurs, la zone d'activité 1 comprend une multitude d'éléments de sécurité 20 entourant la surface d'évolution 6 et évitant à une personne évoluant sur celle-ci de s'en extraire accidentellement. De tels éléments de sécurité 20 sont de préférence des éléments d'amortissement gonflables, ou bien des éléments analogues du type en mousse. Des éléments similaires peuvent être prévus devant la partie émergée de chaque pompe 10, de manière à éviter que la personne évoluant sur la surface 6 ne vienne impacter accidentellement cette même partie de pompe. L'agencement des différentes pompes peut être adapté aux besoins rencontrés, notamment en ce qui concerne leur écartement, leur inclinaison, leur enfoncement dans le bassin, ou encore leur orientation de jet afin de créer des jets parallèles et/ou divergents et ou convergents. Ces paramètres peuvent fixés au moment du montage, ou bien être évolutifs en fonctionnement. L'orifice de sortie 14 présente une section aplatie, permettant de délivrer un jet d'eau étiré. Par section aplatie, il est ici de préférence compris une section de forme générale rectangulaire ou elliptique, de grand axe parallèle à la génératrice de la surface d'évolution 6. Cet orifice de sortie est donc orienté selon l'axe 14, qui est incliné par rapport à l'axe longitudinal 22 d'un arbre de pompe (non référencé sur la figure 1), ce dernier étant préférentiellement vertical. De préférence, l'inclinaison entre les axes 14 et 22 est de l'ordre de 90°, mais plus généralement comprise entre 60 et 120°, même si d'autres valeurs peuvent être adoptées en fonction des besoins rencontrés, sans sortir du cadre de la présente invention. En référence aux figures 3 à 6, il est montré des moyens spécifiques permettant la mise en place de chaque pompe 10 au sein du bassin 4, dans la position de la figure 1. Tout d'abord, il est mentionné que la pompe présente des moyens de préhension 26 sous la forme d'une anse qui peut être rétractée au sein de la pompe en dehors des phases de déplacement de celle-ci. En outre, la pompe est équipée de roues 28 disposées à l'avant et à l'arrière de cette pompe selon la direction de l'axe 22, au niveau d'un fond de la pompe. Par conséquent, la pompe peut être déplacée sur une surface horizontale 30 conduisant au bassin 4, en roulant sur cette même surface 30 par poussée ou traction appliquée depuis la hanse de préhension 26. La pompe peut ainsi être déplacée en roulant avec l'axe 22 parallèle à la surface de support 30, jusqu'à une extrémité du bassin 4 au niveau de laquelle il est prévu des moyens de support de pompe 32 solidaires de la surface 30. Ces moyens comprennent deux chapes 34 portant chacune un galet de guidage 36 venant se loger dans des rails complémentaires 38 prévus sur le fond de la pompe. Par conséquent, lorsque l'une des roues avant pénètre entre les deux chapes comme cela est montré sur la représentation de gauche de la figure 5, cela permet de centrer la pompe de manière à mettre en correspondance les galets 36 avec les rails 38. Ces éléments 36, 38 peuvent donc débuter leur coopération avant le pivotement de la pompe visant à l'incliner à 90°, pour obtenir la position finale dans laquelle l'axe longitudinal de l'arbre de pompe 22 est parallèle à la direction verticale. Cette opération de pivotement est réalisée tout en descendant la pompe dans le bassin 4, par déplacement des galets 36 le long des rails 38. Cette opération est réalisée aisément par un opérateur situé debout sur la zone 30, et manipulant l'ensemble par l'intermédiaire de la hanse de préhension 26. La descente de la pompe 10 est stoppée lorsque chaque galet 36 arrive au fond de son rail correspondant 38, dans la position montrée dans la figure 1. Dans cette même position, les roues avant sont en appui contre la paroi verticale du bassin 4, tandis que le poids de la pompe est essentiellement supporté par la coopération entre les galets et les rails.

En référence à présent à plus spécifiquement aux figures 7 à 9, il est montré une partie de l'une quelconque des pompes 10, qui ont de préférence chacune la même conception. A cet égard, il est noté que chaque pompe est destinée à présenter un débit élevé, par exemple de l'ordre de 100 à 600 m3/h. La pompe 10 présente une plateforme 40 supportant un moteur 42 et en dessous duquel se trouve un canal de circulation 44 délimité par un carter 46. La partie destinée à être émergée est celle intégrant le moteur 42 situant au-dessus de la plateforme 40, tandis que la partie destinée à être immergée comprenant le canal de circulation de liquide 44 se situe sous cette même plateforme 40. Bien que cela n'ait pas été représenté entièrement, il est noté que la pompe est destinée à être recouverte de capots de protection, à la fois au niveau de la partie immergée et au niveau de la partie émergée. Il s'agit par exemple du capot 48 montré sur la figure 7, entourant le canal de circulation 44 et son carter 46 qui le délimite. L'orifice de sortie 12, de section aplatie, se situe à l'extrémité aval du canal de circulation 44 prenant une forme générale de « L» retourné. L'extrémité amont de ce canal communique avec une bouche d'aspiration de l'eau 50, de forme évasée. Cette bouche 50 présente donc une forme qui s'évase en allant vers l'extérieur, jusqu'à un capot inférieur 48 permettant la pénétration de l'eau dans cette bouche. La pompe 10 comporte un arbre de pompe 52 qui est donc orienté selon l'axe longitudinal 22, sur lequel il est centré. Cet arbre comprend une extrémité haute, dite extrémité de raccordement qui est accouplée en rotation à une partie tournante 54 du moteur 42, et plus précisément accouplée à un arbre de sortie 56 de cette partie tournante 54, également dit arbre moteur. L'accouplement se fait par l'intermédiaire de moyens mécaniques appropriés 58 qui prennent par exemple la forme d'un joint d'Oldham ou d'un joint de Cardan. Ces moyens d'accouplement mécanique 58 sont de préférence situés sous la plateforme 40. En outre, l'arbre de pompe 52 et l'arbre moteur 56 sont coaxiaux, même si un léger défaut d'alignement entre ces deux arbres peut être toléré grâce à la nature des moyens mécaniques d'accouplement 58, et également en raison de la conception retenue pour le passage de l'arbre à travers le carter 46, comme cela sera exposé ci-après.

En outre, l'arbre de pompe 52 présente une extrémité basse portant un impulseur de pompe 60 qui prend la forme d'une simple hélice. Cette hélice est disposée dans la partie amont du canal de circulation de liquide, à proximité de la bouche 50. Pour le guidage en rotation de l'arbre 52, il est prévu un système de support 64 comprenant une structure de support 66 montée fixement sur le carter 46.

Cette structure de support 66 comprend une virole 68 destinée à être plaquée où à proximité de la surface intérieure du carter 46, virole à partir de laquelle des bras radiaux 70 s'étendent vers l'intérieur jusqu'à un alésage 72 centré sur l'axe 22. En outre, le système de support 66 comporte un palier de guidage en rotation 74 logé dans l'alésage 72 qui le porte. Ce palier 74 dispose d'une surface extérieure présentant des rainures circonférentielles dans lesquelles sont de préférence agencés des joints de friction et d'étanchéité 76, au contact de l'alésage 72. Le palier 74 est situé à proximité de l'extrémité basse de l'arbre 52 portant l'hélice 60. Il guide en rotation cet arbre de pompe 52, grâce à une surface intérieure contactée par ce même arbre. De préférence, il s'agit d'un palier permettant le passage d'un débit d'eau de refroidissement et/ou de lubrification, en prenant la forme d'un palier hydrolubrifié, également dénommé coussinet hydrolubrifié, ou encore bague « hydrolube ». Comme cela est visible sur la figure 9, le coussinet 74 présente une surface intérieure avec des rainures axiales 80 de très faible dimension, à travers lesquelles l'eau peut circuler le long de l'arbre 52. L'extrémité haute du coussinet 74 est contactée de manière étanche, de préférence via un joint torique 82, par un conduit de passage d'arbre 84 en forme de tube de section circulaire centré sur l'axe 22. Ce tube 84 s'étend à la manière d'un puits dans le canal de circulation 44, à partir d'une ouverture de carter 87 à proximité des moyens mécaniques de raccordements 58. Le tube 84 s'étend donc verticalement selon l'axe 22 depuis l'ouverture 87 à laquelle il est relié de manière étanche, jusqu'au coussinet hydrolubrifié 74 avec lequel il est également prévue une liaison étanche. L'une des particularités réside dans le fait que l'arbre 52 traverse librement le tube 84, un jeu radial étant prévu de manière à autoriser au sein de ce tube, le débattement et/ou la flexion de l'arbre de pompe 52 de sorte à pouvoir faire face à un éventuel défaut d'alignement entre cet arbre de pompe 52 et l'arbre moteur 56. Le jeu radial retenu et la longueur de l'arbre libre dans le tube 84 depuis le système de support 64 sont tels qu'ils permettent d'absorber des défauts d'alignement conséquents, par exemple de l'ordre d'un ou plusieurs millimètres. Aussi, l'arbre 52, depuis son extrémité de raccordement jusqu'à son extrémité opposée portant l'hélice 60, est guidé en rotation uniquement par le coussinet hydrolublifié 74. L'espace annulaire 86 entre l'arbre 52 et le tube 84 est de préférence laissé entièrement libre, en permettant l'évacuation d'un très faible débit d'eau de refroidissement et/ou de lubrification introduit depuis les rainures 80 du coussinet hydrolubrifié 74. Ce débit est bien entendu très négligeable par rapport au débit de la pompe sortant par l'orifice de sortie 12. Ce débit est évacué de préférence par gravité par l'extrémité haute du tube entouré de manière étanche par l'ouverture de carter 87. La liaison entre l'extrémité basse du tube et le coussinet 74 étant étanche, le débit circulant dans l'espace annulaire 86 résulte uniquement du passage du liquide à travers les rainures calibrées 80 du coussinet hydrolubrifié.

Dans cette configuration, il est noté que l'arbre de pompe 52 n'est pas maintenu selon la direction axiale par le système 64, de sorte que celui-ci peut être facilement introduit/extrait lors de la fabrication et des opérations de maintenance. De la même manière, lorsque le moteur est désolidarisé de la plateforme 40, et que l'hélice 60 est retirée de l'extrémité basse de l'arbre de pompe 52, l'ensemble constitué du moteur 42 et de l'arbre 52 peut être facilement extrait/introduit axialement, sans autres opérations de montage/démontage, et en faisant simplement coulisser l'arbre 52 à travers la surface intérieure du coussinet hydrolubrifié 74. Le coussinet 74 est préférentiellement la seule pièce d'usure de la pompe, qui peut être changée très facilement depuis la bouche 50, en retirant simplement l'hélice 60 pour y avoir accès. Comme cela est le mieux visible sur la figure 7, il est de préférence fait en sorte que le carter 46 soit réalisé en deux parties, chacune de préférence réalisée d'une seule pièce. Ces deux parties sont de préférence symétriques selon un plan vertical médian du canal de circulation 44. En proposant deux demi-parties assimilables à deux demi-coquilles, présentant chacune une demi-empreinte pour la formation de l'ouverture de carter 87, il est ainsi possible d'insérer l'extrémité haute du tube 84 entre ces deux demi-coquilles. Si nécessaire, pour assurer l'étanchéité, il peut être prévu un ou plusieurs joints d'étanchéité entre l'ouverture 87 et l'extrémité haute du tube 84. Par ailleurs, il est indiqué que l'ouverture 87 présente un épaulement 89 permettant un appui axial sur le tube 84, visant à presser celui-ci contre le coussinet 74. De préférence, chaque demi-coquille, qui définit une partie du canal 44 sur toute la longueur de celui-ci, est réalisée dans un matériau non métallique, par exemple en matière plastique ou en matériau composite. Il en est de même pour le tube de passage de l'arbre 84, qui pourrait alternativement être intégré à ces demi-coquilles.

En outre, il est noté que pour la fixation de la structure 66 sur le carter 46, la virole 68 présente des excroissances radiales 89 qui viennent se loger dans des empreintes 91 prévues sur la surface intérieure du carter. Cette coopération entre les excroissances 89 assimilables à des platines, et les empreintes 91, permet un blocage en rotation et en translation selon l'axe 22, entre le carter 46 et la structure 66. En outre, cela permet une indexation angulaire précise de la structure de support 66 vis-à-vis de ce même carter 46. En outre, il est indiqué que la bague 74 est préférentiellement en laiton, bronze ou acier inoxydable.

Comme cela est le mieux visible sur les figures 4 et 7, le carter a ses deux demi-coquilles 46a, 46b qui sont assemblées l'une à l'autre par des boulons 93 reliant des brides de carter 95 prévues sur ces deux demi-coquilles. En référence à présent aux figures 10 à 12c, il est détaillé la conception du canal de circulation de liquide 44. Tout d'abord, en partie basse, le canal de circulation 44 est défini par un premier tronçon de carter 100a, de section constante circulaire, centré sur l'axe 22. C'est ce tronçon qui entoure l'hélice 60 portée par l'arbre de pompe 52. A partir d'une extrémité aval de ce premier tronçon 100a, il est prévu un deuxième tronçon 100b qui est également centré sur l'axe 22. Ce second tronçon 100b, situé dans la continuité aval du premier tronçon 100a, a la particularité d'avoir une surface intérieure de section évolutive, la section s'aplatissant en allant vers l'aval. A cet égard, il est noté que la figure 12a montre la forme de la section de la surface intérieure 102a du premier tronçon, cette forme circulaire étant donc invariable entre le centre du tronçon 100a et son extrémité aval. La figure 12b montre la surface intérieure 102b au centre du second tronçon 100b, cette section présentant une forme aplatie dont la grande dimension est supérieure au diamètre de la section montrée sur la figure 12a, et dont la petite dimension selon la direction de la hauteur est inférieure à ce même diamètre. Aussi, tout au long de ce second tronçon 100b, la section de la surface intérieure 102b de cette portion de carter évolue progressivement d'une forme circulaire à une forme aplatie rectangulaire telle que montrée sur la figure 12c, correspondant à l'extrémité aval de ce second tronçon. Un coude à 90° 100c se situe dans la continuité aval du second tronçon 100b, et présente une section qui reste inchangée, et qui prend la forme montrée sur la figure 12c. De même, un tronçon de sortie 100d se situe dans la continuité aval du coude 100c, et présente également une surface intérieure de section identique à celle du coude et de l'extrémité aval du second tronçon. Cette section est alors identique à celle de l'orifice de sortie 12 situé à l'aval de son tronçon de sortie 100d. Il est donc à comprendre que les surfaces intérieures 102c et 102d du coude 100c et de tronçon de sortie 100d présentent une section constante de même forme que celle représentée sur la figure 12c.

Vis-à-vis de cette de cette section de forme constante, la seule exception réside bien entendu au niveau de la partie du coude intégrant l'ouverture 87, même si la forme générale rectangulaire reste conservée dans les sections du coude passant par cette même ouverture 87. Par conséquent, en débutant et achevant l'aplatissement de la section du canal de circulation avant le coude traversé par l'arbre de pompe 52, la pompe 10 est capable de présenter un encombrement réduit selon la direction de l'axe 14, tout en produisant un jet laminaire performant s'échappant par l'orifice de sortie 12. Il est par ailleurs noté qu'à titre d'exemple indicatif, la superficie de la section circulaire de la figure 12a est sensiblement analogue à la superficie de la section rectangulaire de sortie de la figure 12c, le rapport entre ces superficies pouvant être compris entre 0,9 et 1,1. Le rapport entre les superficies des sections évolue d'ailleurs préférentiellement dans cet intervalle de valeurs tout le long du canal de circulation. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Pompe hydraulique (10) comprenant un arbre de pompe (52) et un carter (46) délimitant un canal de circulation de liquide (44) présentant un orifice de sortie (12) de section aplatie et étant orienté de manière à ce que le liquide s'en échappe selon un axe de sortie de liquide (14) incliné par rapport à un axe longitudinal (22) de l'arbre de pompe traversant ledit carter, celui-ci comprenant un premier tronçon (100a) dont la surface intérieure (102a) est de section circulaire centrée sur ledit axe longitudinal (22) et entourant un impulseur de pompe (60) porté par l'arbre de pompe (52), caractérisée en ce que ledit premier tronçon (100a) présente une extrémité aval à partir de laquelle la section de la surface intérieure du carter s'aplatit.
2. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le carter (46) comporte un second tronçon (100b) agencé dans la continuité du premier tronçon (100a), le second tronçon ayant une surface intérieure (102b) de section évolutive s'aplatissant et étant entièrement disposé autour de l'arbre de pompe (52), et étant de préférence centré sur toute sa longueur sur l'axe longitudinal (22).
3. 3. Pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que la section de la surface intérieure (102b) de l'extrémité aval du second tronçon est identique à celle de l'orifice de sortie (12) de la pompe.
4. 4. Pompe selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que le carter comprend un coude (100c) agencé dans la continuité du second tronçon (100b), ainsi qu'un tronçon de sortie (100d) agencé dans la continuité du coude (100c).
5. 5. Pompe selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit coude (100c) et le tronçon de sortie (100d) présentent une surface intérieure (102c, 102d) de même section.
6. 6. Pompe selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que l'arbre de pompe (52) traverse ledit carter (46) au niveau du coude (100c).
7. 7. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite section aplatie de l'orifice de sortie (12) prend une forme générale rectangulaire ou elliptique.
8. 8. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un système (64) de support de l'arbre de pompe placé dans ledit canal de circulation (44), le système (64) comportant une structure de support (66) solidaire du carter (46) ainsi qu'un palier (74) de guidage en rotation de l'arbre de pompe (52) porté par la structure de support, en ce qu'elle comporte en outre une ouverture de carter (87) à partir de laquelle un conduit (84) de passage d'arbre de pompe (52) s'étend dans ledit canal de circulation (44) jusqu'au système de support de l'arbre (64), et en ce que l'arbre de pompe (52) s'étend librement à travers ledit conduit (84).
9. 9. Zone d'activité aquatique (1) conçue pour mettre en oeuvre un courant d'eau à l'aide d'au moins une pompe (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
10. 10. Zone d'activité aquatique selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une surface d'évolution (6) qui définit de préférence une pente, une capacité d'eau (2), ainsi qu'au moins une pompe (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, et de préférence plusieurs pompes (10) agencées côte-à-côte, chaque pompe étant alimentée par ladite capacité d'eau (2) et orientée de manière à pouvoir projeter de l'eau sur ladite surface (6).