FR3017423A1 - HYDRAULIC MECHANISM COMPRISING ANOTHER TWO ROTOR TURBINES WITH IMPROVED DYNAMIC PERFORMANCE THAN TWO INTERNAL CHAMBERS ACTUATING INVERSION IN COMPRESSION AND DECOMPRESSION </ P> - Google Patents
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Abstract
Mécanisme hydraulique composé entre autre d'une turbine à deux rotors aux performances dynamiques améliorées grâce à deux chambres internes agissant inversement en compression et décompression (figure 2). Mécanisme hydraulique actionné par un fluide sous pression. A ce mécanisme hydraulique est associé une dérivation autorisant l'alimentation en du fluide sous pression dans les cas ou débit et pression sont insuffisants. Le mécanisme hydraulique selon l'invention est particulièrement destiné à l'amélioration des performances d'un dispositif mécanique de démultiplication actionnant synchroniquement une pompe rotative.Hydraulic mechanism composed among others of a turbine with two rotors with improved dynamic performances thanks to two internal chambers acting inversely in compression and decompression (figure 2). Hydraulic mechanism actuated by a fluid under pressure. To this hydraulic mechanism is associated a bypass allowing the supply of fluid under pressure in cases where flow and pressure are insufficient. The hydraulic mechanism according to the invention is particularly intended to improve the performance of a mechanical reduction device that synchronously actuates a rotary pump.
Description
L'invention concerne un mécanisme hydraulique (figure 1) composé d'une turbine (10') équipée de deux rotors (2 et 4) actionnés par la pression et le débit d'un fluide entrant (6) , fluide issu d'un réseau domestique, industriel ou agricole et sous pression (16) . Une caractéristique de la présente invention est la mise en action parfaitement synchrone des rotors (2 et 4) dès l'ouverture d'un point de puisage, par exemple (14) disposé en aval sur le réseau (16). Une autre caractéristique de la présente invention, est que la turbine (10') est équipée d'une conduite (11) placée en dérivation (12 & 13) entre l'entrée (6) et la sortie (6') du fluide sous pression de la turbine (10') permettant la circulation à minima du fluide lorsque les rotors (2 et 4) de la turbine (10') ne peuvent être actionnés, soit par un manque de pression ou de débit du fluide(16) entrant en (6). Une autre caractéristique de la présente invention est la conception particulière de la chambre (17), de forme conique plus étroite dès l'entrée du fluide (16) entrant en (6). Une autre caractéristique de la présente invention est la conception particulière de la chambre (17'), de forme conique plus évasée dès l'entrée du fluide (16) sortant en (6').The invention relates to a hydraulic mechanism (FIG. 1) composed of a turbine (10 ') equipped with two rotors (2 and 4) actuated by the pressure and the flow rate of an incoming fluid (6), fluid coming from a domestic, industrial or agricultural and pressure network (16). A feature of the present invention is the perfectly synchronous activation of the rotors (2 and 4) as soon as a tap point, for example (14), is placed downstream on the network (16). Another feature of the present invention is that the turbine (10 ') is equipped with a conduit (11) placed in shunt (12 & 13) between the inlet (6) and the outlet (6') of the fluid under pressure of the turbine (10 ') allowing the circulation of the fluid at least when the rotors (2 and 4) of the turbine (10') can not be actuated, or by a lack of pressure or flow of the fluid (16) entering in (6). Another feature of the present invention is the particular design of the chamber (17) conical narrower shape from the entry of the fluid (16) entering (6). Another feature of the present invention is the particular design of the chamber (17 '), of conical shape more flared from the entrance of the fluid (16) outgoing at (6').
Ainsi grâce aux conceptions particulières et originales des chambres (17) et (17') les caractéristiques dynamiques de la turbine (10') sont améliorées. L'invention entre dans le cadre technique des turbines et moteurs à eau et autres fluides. Traditionnellement une turbine peut être équipée d'un ou plusieurs rotors sous formes de pales ou d'engrenages.Thus, thanks to the particular and original designs of the chambers (17) and (17 '), the dynamic characteristics of the turbine (10') are improved. The invention falls within the technical scope of turbines and water motors and other fluids. Traditionally a turbine may be equipped with one or more rotors in the form of blades or gears.
Dans le cadre de la présente invention, la turbine (10') est équipée de deux rotors (2 et 4) de mêmes caractéristiques dimensionnelles parfaitement imbriqués. Le rotor (2) est positionné en rotation libre sur un arbre statique (3) fixé au corps (10) de la turbine (10'). Le rotor (4) est claveté sur un arbre libre de rotation (1) et solidaire d'un mécanisme de démultiplication (18) constitué de deux pignons de diamètres différents et parfaitement imbriqués, le plus grand pignon (19) relié en son centre à l'arbre (1). Ainsi dès la mise en action de la turbine (10') sous l'effet de la pression et du débit du fluide (16) entrant en (6), les rotors (2 et 4) et le mécanisme de démultiplication (18) sont synchroniquement mis en action.In the context of the present invention, the turbine (10 ') is equipped with two rotors (2 and 4) of the same dimensional characteristics perfectly nested. The rotor (2) is positioned in free rotation on a static shaft (3) fixed to the body (10) of the turbine (10 '). The rotor (4) is keyed on a free rotation shaft (1) and integral with a reduction mechanism (18) consisting of two gears of different diameters and perfectly interlocked, the largest pinion (19) connected at its center to the tree (1). Thus, as soon as the turbine (10 ') is put into action under the effect of the pressure and the flow rate of the fluid (16) entering at (6), the rotors (2 and 4) and the gearing mechanism (18) are synchronically put into action.
Une autre caractéristique de la présente invention réside dans ce que les rotors (2 et 4) sont logés dans un boîtier étanche (10) de forme cylindrique appelé corps de la turbine (10'). Autres caractéristiques de l'invention sont, les positionnements et les précisions d'ajustages des rotors (2 et 4) par rapport à deux chapes (8 et 8') elles mêmes solidaires du boîtier (10) ainsi que les caractéristiques dimensionnelles et de formes très différentes des deux chapes (8 et 8').Chacune des deux chapes est disposée de part et d'autre des rotors (2 et 4), elles permettent ainsi la régulation des volumes entrants et sortants du fluide sous pression (16).Another feature of the present invention is that the rotors (2 and 4) are housed in a sealed housing (10) of cylindrical shape called body of the turbine (10 '). Other features of the invention are the positioning and the fitting accuracies of the rotors (2 and 4) with respect to two clevises (8 and 8 ') themselves integral with the housing (10) as well as the dimensional and shape characteristics. very different from the two clevises (8 and 8 ') Each of the two clevises is disposed on either side of the rotors (2 and 4), they thus allow the regulation of the incoming and outgoing volumes of the fluid under pressure (16).
Au mécanisme de démultiplication (18) il peut être accouplé tout autre mécanisme en rotation et tout particulièrement une pompe, à ce titre la présente invention est à considérer comme un accessoire d'installation hydraulique, voir d'un réseau de plomberie individuel, collectif, industriel ou agricole. Dans le domaine de la récupération des eaux, telles que les eaux de pluies ou les eaux usées dites grises, il est habituellement utilisé une pompe pour permettre leur acheminement vers les lieux de réutilisations. Cette pompe peut être électrique, pneumatique, mécanique, dans tous ces cas il est nécessaire de disposer de l'énergie adéquate et d'installations sécurisées. La présente invention se propose de répondre de façon uniquement mécanique et synchrone aux inconvénients d'installations existantes qui systématiquement font appel à des énergies extérieures.At the gearing mechanism (18) it can be coupled any other mechanism in rotation and especially a pump, in this respect the present invention is to be considered as a hydraulic installation accessory, or a plumbing system individual, collective, industrial or agricultural. In the field of water recovery, such as rainwater or gray wastewater, it is usually used a pump to allow their transport to places of reuse. This pump can be electric, pneumatic, mechanical, in all these cases it is necessary to have adequate energy and secure facilities. The present invention proposes to respond only mechanically and synchronously to the disadvantages of existing installations that systematically use external energies.
C'est dans le cadre d'une première démarche inventive qu'il a été imaginé d'utiliser une énergie dormante, ponctuelle et disponible dans quasi tout type de construction, la pression du réseau d'alimentation en eau potable. Dans le cadre d'une seconde démarche inventive il a été imaginé d'utiliser cette pression présente dans les réseaux d'alimentation en eaux telles que les eaux potables et dont l'énergie est libérée selon les besoin, à chaque ouverture d'un point d'eau. Dans le cadre d'une troisième démarche inventive il a été imaginé d'optimiser le fonctionnement de la turbine (10') grâce à la conception particulière des chambres (17 et 17') permettant d'augmenter à la fois la pression et la vitesse de circulation du fluide (16) par exemple l'eau potable sous pression, ces chambres déterminent les formes et volumes de l'entrée (6) et sortie (6') du fluide (16) dans la turbine (10'). Dans le cadre d'une quatrième démarche inventive il a été imaginé d'installer une dérivation (11) du fluide (16) entre l'amont (13) et en l'aval (12) de la turbine (10') .Ainsi lorsque la demande en fluide (16) n'est pas suffisante pour actionner les rotors (2 et 4) de la turbine (10'), une quantité suffisant du fluide (16) est dérivée pour alimenter la demande (14).It is within the framework of a first inventive step that it has been imagined to use a dormant energy, punctual and available in almost any type of construction, the pressure of the drinking water supply network. As part of a second inventive step it has been imagined to use this pressure present in the water supply networks such as drinking water and whose energy is released as needed, at each opening of a point of water. As part of a third inventive step it was imagined to optimize the operation of the turbine (10 ') thanks to the particular design of the chambers (17 and 17') making it possible to increase both the pressure and the speed fluid circulation (16) for example drinking water under pressure, these chambers determine the shapes and volumes of the inlet (6) and outlet (6 ') of the fluid (16) in the turbine (10'). As part of a fourth inventive step it was imagined to install a bypass (11) of the fluid (16) between the upstream (13) and the downstream (12) of the turbine (10 '). when the fluid demand (16) is not sufficient to operate the rotors (2 and 4) of the turbine (10 '), a sufficient amount of the fluid (16) is derived to supply the demand (14).
Dans le cadre d'une cinquième démarche inventive, il a été imaginé de relier l'arbre (1) de la turbine (10') à un mécanisme de démultiplication (18) destiné à augmenter les performances de fonctionnement d'un mécanisme en rotation tel qu'une pompe, un moteur, une dynamo.As part of a fifth inventive step, it has been imagined to connect the shaft (1) of the turbine (10 ') to a reduction mechanism (18) intended to increase the operating performance of a rotating mechanism such as a pump, an engine, a dynamo.
NOMENCLATURE 1 arbre mobile rotor (4) 2 rotor libre sur arbre fixe (3) 3 arbre fixe 4 rotor claveté sur arbre mobile (1) cages à roulements étanches 6 entrée du fluide (16) 6' sortie du fluide (16) 7 joint arbre (1) 7' joint d'étanchéité 8 chape latérale rotor (4) 8' chape latérale rotor (2) 9 ensemble de maintien turbine (10') boîtier turbine (10') 11 dérivation fluide (16) 12 raccord dérivation en aval fluide (16) 13 raccord dérivation en amont fluide (16) 14 point de puisage sur fluide (16) 16 fluide sous pression 17 chambre de compression du fluide (16) 17' chambre de décompression du fluide (16) 18 mécanisme de démultiplicationNOMENCLATURE 1 rotor moving shaft (4) 2 free rotor on fixed shaft (3) 3 fixed shaft 4 keyed rotor on moving shaft (1) sealed bearings 6 fluid inlet (16) 6 'fluid outlet (16) 7 seal shaft (1) 7 'seal 8 rotor side clevis (4) 8' rotor side clevis (2) 9 turbine support assembly (10 ') turbine housing (10') 11 fluid bypass (16) 12 downstream fluid (16) 13 fluid upstream branch connection (16) 14 fluid draw point (16) 16 fluid under pressure 17 fluid compression chamber (16) 17 'fluid decompression chamber (16) 18 reduction mechanism
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