WO2021111043A2 - Dispositif rotatif de transformation de l'energie - Google Patents

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WO2021111043A2
WO2021111043A2 PCT/FR2020/000268 FR2020000268W WO2021111043A2 WO 2021111043 A2 WO2021111043 A2 WO 2021111043A2 FR 2020000268 W FR2020000268 W FR 2020000268W WO 2021111043 A2 WO2021111043 A2 WO 2021111043A2
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Georges Kach
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Effipower Sas
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the invention relates to a rotary device suitable for transforming the energy of the flow of a fluid into mechanical rotational energy, or vice versa, generating a flow of fluid, and possibly a pressure from a mechanical energy of rotation.
  • the invention relates more particularly to the rotary devices taught by document FR 2 950 113 A1 of the present applicant which differ from the state of the art by high energy efficiency in both directions and over a wide range of speeds.
  • Such a device comprises, a stator, a rotor mounted to rotate relative to the stator, along a main axis of rotation, as well as a plurality of blades, angularly distributed around the main axis of rotation.
  • said blades are mounted to rotate along secondary axes of rotation, said secondary axes of rotation being contained in the same plane perpendicular to the main axis of rotation, the secondary axes of rotation being tangent to the same circle centered on the main axis of rotation.
  • Such a device also comprises synchronization means ensuring the synchronization of the continuous rotational movements of the blades with the continuous rotational movement of the rotor around its main axis of rotation.
  • These synchronization means are determined so that each blade performs an integer of N complete revolution (s) around its secondary axis of rotation when the rotor makes an integer of M complete revolution (s) ) around its main axis of rotation.
  • said blades of substantially identical shapes rotate in the same direction and all sweep the same volume with reference to the stator when the blades are integral in rotation with said rotor, making it possible to channel the fluid into one or more working chambers swept by the blades.
  • each of the chambers being provided at its ends with a fluid inlet through which the blades return, and with a fluid outlet through which the blades exit.
  • the working chamber or chambers are thus formed by inter-spaces between at least two walls, including an envelope external integral with the stator, and an internal belt, integral with the rotor, having passage slots for the blades.
  • the aim of the present invention is to provide a rotary device which overcomes the aforementioned drawbacks, by proposing a device of moderate cost.
  • Another object of the present invention is to provide such a device, simplifying the settings of the synchronization means.
  • Another object of the present invention is to provide such a device, the assembly and disassembly of which, even maintenance, are simplified.
  • Another object of the present invention is to provide such a device with improved energy efficiency.
  • a rotary device suitable for transforming the energy of the flow of a fluid into mechanical rotational energy, or vice versa, generating a flow of fluid, and / or a pressure from a mechanical rotational energy, comprising:
  • a plurality of blades distributed angularly around the main axis of rotation, said blades being mounted to rotate along secondary axes of rotation contained in the same plane perpendicular to the main axis of rotation, the secondary axes of rotation being tangent to the same circle centered on the main axis of rotation,
  • the synchronization means are a cam / cam follower system comprising at least one cam and one cam follower and:
  • said at least one cam is integral with the stator and said cam follower is integral with each of the blades in the case where the rotor carries said plurality of blades,
  • said at least one cam is integral with the rotor and said cam follower is integral with each of the blades in the case where the stator embeds said plurality of blades.
  • stator is understood to mean the part of the rotary device intended to remain stationary in rotation about the main axis of rotation during operation of the rotary device
  • rotor is understood to mean the part of the rotary device intended to rotate about said main axis of rotation during operation of the rotary device.
  • the stator according to the first possibility alternatively the rotor according to the second possibility, comprises an outer casing of axis coincident with the main axis of rotation, surrounding all the blades, said outer casing having an inner face and an outer face , and wherein the cam / cam follower system comprises:
  • the at least one cam comprises a wing projecting from said inner face of the outer casing, defining two guide walls: a first guide wall and a second guide wall
  • the at least one cam follower comprises a notch formed in the blade, also defining two guide walls: a first guide wall and a second guide wall, said wing and said notch being configured so that said notch internally receives said wing, with the first guide wall of the wing facing the first guide wall of the notch, and the second guide wall of the wing facing the second guide wall of the notch, allowing the sliding of the wing relative to the notch, during the rotation of the rotor relative to the stator about the main axis of rotation;
  • said wing has a cross section of substantially triangular shape and said notch is of substantially triangular shape;
  • the stator and the rotor each have a lower end and an upper end, the main axis of rotation of the rotor being mounted on the stator by means of two joints each positioned at one end of the stator: the end lower and upper respectively of the stator, and said wing describes a propeller, around the main axis of rotation, said wing having two longitudinal ends, a lower longitudinal end, projecting from the lower end towards the upper end of the stator and being oriented substantially parallel to the main axis of rotation, and an upper longitudinal end projecting from the upper end towards the lower end of the stator and also oriented substantially parallel to the main axis of rotation;
  • said rotary device comprising several working chambers for the blades, the internal volume of each working chamber being swept by the blades, each working chamber having a fluid inlet and a fluid outlet, respectively at the two ends of the working chamber, and through which the blades enter and exit, the internal volume of said working chambers being defined at least by a defined inter-space Between:
  • an internal belt, integral with the rotor, and said cam / cam follower system has several wings, said wings dividing the inter-space defined between said external envelope and the internal belt into said several working chambers, distinct and juxtaposed, simultaneously swept, each at least by part of at least one blade, said blades each having a number of notches greater than or equal to the number of wings, said wings being distributed around the main axis of rotation over 360 ° with overlap zones between wings so that there always exists for each blade, whatever the position of the rotor relative to the stator, at least one wing of one of the cams engaged in a notch of one of the followers of blade cam;
  • said cam / cam follower system has four wings, each wing describing a propeller around the main axis of rotation, extending substantially 180 ° around the main axis of rotation, said propellers being angularly offset by an angle of 90 ”around the principal axis of rotation, so that the upper longitudinal ends of two successive wings are offset by an angle of 90 ° around the principal axis of rotation, the four wings dividing the inter -space between the outer casing and the inner belt in four separate working chambers juxtaposed around said main axis of rotation, and said rotary device comprises at least four blades, distributed angularly in a regular manner around the main axis of rotation, each blade being in the form of a disc centered on the associated secondary axis of rotation, each blade having four notches, distributed angularly in a regular manner around the axis of secondary rotation of the blade, and extending in a radial direction of the blade, dividing the blade into four sectors, the four sectors of the blade respectively sweeping the four working
  • said rotary device further comprises spacer means, configured so as to maintain a clearance between the first guide wall of said wing and the first guide wall of said notch, as well as between the second guide wall of said wing and the second guide wall of said notch, during the rotation of said rotor about the main axis of rotation and the rotation of said blades about their respective secondary axes of rotation;
  • Said spacer means comprise at least one rolling element disposed at the level of at least one guide wall of the notch of the cam follower, configured to roll on a guide wall of the wing of the cam;
  • Said spacing means comprise at least one sliding shoe, in a material having a lower coefficient of friction with the material of the wing of the cam than the coefficient of friction between the material of the body of the blade and the material of the wing of the cam, such as TEFLON®, said sliding shoe being disposed at at least one guide wall of the notch of the cam follower, configured to slide on a guide wall of the wing cam;
  • said spacing means comprise:
  • each groove being formed on said outer casing, opening onto a working chamber, at the level of the inner face of the outer casing, each groove defining two guide walls: a first guide wall and a second guide wall,
  • each projection also defining two guide walls: a first guide wall and a second guide wall, each of said grooves and each of said protrusions being configured so that each groove receives internally a projection, with the first guide wall of the groove facing the first guide wall of the projection, and the second guide wall of the groove facing the second guide wall of the projection , by allowing the sliding of the projection relative to the groove, during the rotation of the rotor relative to the stator around the main axis of rotation and the rotation of the blades around their respective secondary axes of rotation, each groove describing on the inner face of the outer casing a helix around the main axis of rotation between the inlet opening of a working chamber and its outlet opening, said grooves being distributed around the main axis of rotation over 360 ° with areas of overlap between grooves so that there is always for each blade, whatever the position of the rotor relative to the stator, at least one projection integral with the blade engaged in a groove;
  • the stator according to the second possibility comprises a casing, having an upper wall, a lower wall and a side wall extending between the upper wall and the lower wall, the main axis of rotation s 'extending between said upper wall and said lower wall of the housing, said housing having a plurality of slots formed in the side wall of the housing, and parallel to the main axis of rotation, each blade being positioned at a slot, of so that the part of said blade projecting towards the main axis of rotation is positioned inside the housing, while the rest of the blade is positioned outside the housing;
  • a cowling is provided, positioned inside said housing and internally receiving said blade positioned at said slit, the cowling extending over the entire periphery of the slot, and being configured to so as to ensure the fluid-tightness between the inside and the outside of the casing at the level of said slot;
  • Each groove may further include an upstream extension and a downstream extension, respectively arranged upstream and downstream of the associated working chamber, the spacing between the first guide wall of said groove and the second guide wall of said groove being able to be wider at both ends of the extensions of the groove than at the level of the working chamber, said spacing being able to gradually decrease from the end of the upstream extension of said groove to the level of the inlet opening of the associated working chamber , so as to allow the associated projection, when it is brought closer to the first or the second guide wall of said groove, during the operation of said rotary device, to have a path substantially parallel, locally, to the first or to the second guide wall of said groove, thus making it possible to avoid any risk of having a sudden impact between said projection and the guide walls of said groove, said eca rtement which can increase progressively from the level of the outlet opening of the associated working chamber to the end of the downstream extension of said groove, so as to allow the associated protrusion to gradually move away from the first wall of guiding and of the second guiding wall of said groove, during
  • said damping means may include elastic elements arranged at the connection between said projection and said blade, so as to allow said projection to have at least one degree of elastic freedom with respect to said blade, while remaining attached to said blade;
  • - Said rotary device additionally comprises sealing means, making it possible to reduce fluid leaks through the different sets of said rotary device, said sealing means being configured so as to reduce:
  • sealing means comprise at least one sealing gasket arranged:
  • each of the blades configured to touch the inner face of the outer casing, leading to a working chamber, during operation of said rotary device
  • seals of said sealing means may be of more or less elastic elastomer
  • Said seals of said sealing means may have a coating of abradable material, which can be worn by friction and which makes it possible to guarantee the reliability of said rotary device, during its operation, in the event of friction between the moving parts and the parts stationary of said rotary device.
  • the invention also relates to a use of the rotary device according to the invention as a turbomachine for one or more of the applications taken from the group:
  • FIG. 1 shows a perspective view of a rotary device according to an embodiment according to the invention
  • FIG. 2 shows a sectional view of the rotary device of Figure 1, along the line II-II of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a perspective view of the rotary device of Figure 1, in which some elements have been removed;
  • FIG. 4 shows a detail view of a blade of the rotary device of the figure
  • FIG. 1; - Figure 5 shows a perspective view of the rotor and the blades of the rotary device of Figure 1;
  • FIG. 6 shows a detail view of a blade and a cowling of the rotary device of Figure 1;
  • FIG. 7 shows a front view of a blade of the rotary device of Figure 1;
  • FIG. 8 shows a perspective view of a quarter of the stator and two blades of the rotary device of Figure 1;
  • FIG. 9 shows a front view of the representation of the rotary device of Figure 8.
  • FIG. 10 shows a perspective view of an isolated blade of a rotary device according to an embodiment according to the invention
  • FIG. 11 shows a perspective view of a rotary device, having four working chambers, according to another embodiment according to the invention, showing the outer casing and the wings;
  • FIG. 12 shows a perspective view of a quarter of the visible elements of the rotary device of Figure 11, showing some walls of a working chamber;
  • FIG. 13 shows a perspective view of the elements of Figure 12, to which has been added a blade equipped with four projections;
  • FIG. 14 shows a perspective view of the elements of Figure 12, to which has been added a blade equipped with four rolling elements;
  • FIG. 15 shows a perspective view of an isolated blade of a rotary device, according to an embodiment according to the invention, showing seals arranged at the level of the walls of the notch as well as at the level of the peripheral edge of the blade;
  • FIG. 16 shows a perspective view of a rotary device, having four working chambers, according to another embodiment according to the invention, showing the outer casing, the wings as well as the upstream extension of a groove ;
  • FIG. 17 shows a front view of a working chamber of the rotary device of Figure 16, showing a groove with its two extensions, upstream and downstream of the working chamber. Description of the embodiments
  • the invention relates to a rotary device 1 suitable for transforming the energy of the flow of a fluid into mechanical energy of rotation, or vice versa, generating a flow of fluid, and / or a pressure from a mechanical energy of rotation, comprising:
  • - synchronization means 8, 9 ensuring the synchronization of the continuous rotational movements of the blades 4, 5, 6, 7, with the continuous rotational movement of the rotor 3 around the main axis of rotation A1, so that when the rotor 3 makes an integer of M complete revolution (s) around the main axis of rotation A1, each blade 4, 5, 6, 7 makes an integer of N complete revolution (s) around of its secondary axis of rotation A4, A5, A6, A7.
  • the synchronization means 8, 9 are a cam / cam follower system 8, 9 comprising at least one cam 8 and one cam follower 9 and:
  • said at least one cam 8 is integral with the stator 2 and said cam follower 9 is integral with each of the blades 4, 5, 6, 7 in the case where the rotor 3 carries said plurality of blades 4, 5, 6, 7,
  • said at least one cam 8 is integral with the rotor and said cam follower 9 is integral with each of the blades in the case where the stator embeds said plurality of blades 4, 5, 6, 7.
  • the operation of the rotary device 1 according to the invention corresponds substantially to that of the rotary device described in document FR 2 950 113 A1.
  • Such a cam / cam follower system 8, 9 is of particularly simple design and production, in particular in comparison with synchronization means comprising gears as in the devices known from the state of the art, which makes it possible to reduce the cost price of such a rotary device 1, but also to increase the energy efficiency of such a rotary device 1.
  • said synchronization means 8, 9 consist only of a cam / cam follower system 8, 9 comprising at least one cam 8 and one cam follower 9 and:
  • said at least one cam 8 is integral with the stator 2 and said cam follower 9 is integral with each of the blades 4, 5, 6, 7 in the case where the rotor 3 carries said plurality of blades 4, 5, 6, 7,
  • said at least one cam 8 is integral with the rotor and said cam follower 9 is integral with each of the blades 4, 5, 6, 7 in the case where the stator carries said plurality of blades 4, 5, 6 , 7.
  • the stator 2 according to the first possibility alternatively the rotor according to the second possibility, comprises an outer casing 21 of axis coincident with the main axis of rotation A1, surrounding all of the blades 4, 5, 6, 7, said outer casing having an inner face FI21 and an outer face FE21, and in which the cam / cam follower system 8, 9 comprises:
  • the at least one cam 8 comprises a wing 81 projecting from said inner face FI21 of the outer casing 21, defining two guide walls 82, 83: a first guide wall 82 and a second guide wall 82.
  • guide 83, and the at least one cam follower 9 comprises a notch 91 formed in the blade 4, 5, 6, 7, also defining two guide walls 92, 93: a first guide wall 92 and a second guide wall 93, said wing 81 and said notch 91 being configured so that said notch 91 internally receives said wing 81, with the first guide wall 82 of the wing 81 in vis-à-vis the first guide wall 92 of the notch 91, and the second guide wall 83 of the wing 81 vis-à-vis the second guide wall 93 of the notch 91, in allowing the wing 81 to slide relative to the notch 91, during the rotation of the rotor 3 relative to the stator 2 around the main axis of rotation A1.
  • said wing 81 can be formed in one piece on said outer casing 21, the latter being for example produced by folding the sheet forming said casing. external.
  • said wing 81 can be made in the form of a removable part relative to said outer casing 21 and fixed to the latter by means of fixing means.
  • the dimensions of the latter can be provided so that a slight operating play remains between the first guide wall 82 of the wing 81 and the first guide wall 92 of the notch 91, as well as between the second guide wall 83 of the wing 81 and the second guide wall 93 of the notch 91, during the rotation of the rotor 3 around the main axis of rotation A1 and the rotation of the blades 4, 5, 6, 7 around their respective secondary axes of rotation A4, A5, A6, A7.
  • said wing 81 is of substantially triangular cross section and said notch 91 is of substantially triangular shape.
  • said cross section of the wing 81 and the shape of said notch 91 may be isosceles triangular so that the guide walls 82, 83 of the wing 81, respectively the guide walls 92, 93 of the notch 91 are of substantially equal lengths.
  • a substantially trapezoidal shape of the cross section of a wing 81 or a notch 91 is considered to be substantially triangular within the meaning of the present invention.
  • the stator 2 and the rotor 3 each have a lower end E2I, E3I and an upper end E2S, E3S, the main axis of rotation A1 of the rotor 3 being mounted on the stator 2 by means of two joints 31 each positioned at one end of the stator 2: the lower end E2I, respectively the upper end E2S.
  • said wing 81 describes a propeller, around the main axis of rotation A1, said wing 81 having two longitudinal ends 84, 85, a lower longitudinal end 84, projecting from the lower end E2I towards the 'upper end E2S of the stator 2 and being oriented substantially parallel to the main axis of rotation A1, and an upper longitudinal end 85, projecting from the upper end E2S towards the lower end E2I of the stator 2 and also oriented substantially parallel to the main axis of rotation A1.
  • the lower end E2I of the stator 2 is located near the lower end E3I of rotor 3, while the upper end E2S of stator 2 is located near the upper end E3S of rotor 3.
  • said joints 31 of axis A1 between rotor 3 and stator 2 may each include a bearing.
  • said blades 4, 5, 6, 7, substantially identical rotate in the same direction and all sweep the same volume with reference to the stator 2.
  • said rotary device 1 can comprise several working chambers C4, C5, C6, C7 for the blades 4, 5, 6, 7, the internal volume of each working chamber C4, C5, C6, C7 being swept by the blades 4, 5, 6, 7, each working chamber C4, C5, C6, C7 having a fluid inlet and a fluid outlet, respectively at the two ends of the working chamber C4, C5, C6, C7, and through which enter and exit the blades 4, 5, 6, 7, the internal volume of said working chambers C4, C5, C6, C7 being defined at least by an inter-space defined between:
  • Said cam / cam follower system may have several wings 81, said wings 81 dividing the inter-space defined between said outer casing 21 and the inner belt 32 into said several working chambers C4, C5, C6, C7, distinct and juxtaposed, simultaneously swept, each by at least part of at least one blade 4, 5, 6, 7.
  • Said blades 4, 5, 6, 7 each have a number of notches 91 greater than or equal to the number of wings 81, said wings 81 being distributed around the main axis of rotation A1 over 360 ° with areas of overlap between wings 81 so that there is always for each blade 4, 5, 6, 7, whatever the position of the rotor 3 relative to the stator 2, at least one wing 81, of one of the cams 8, engaged in a notch 91 of one of the cam followers 9 of the blade 4, 5, 6, 7.
  • each blade 4, 5, 6, 7 is guided by several wings 81, received simultaneously respectively in several notches 91 of the blade 4 , 5, 6, 7.
  • said cam / cam follower system 8, 9 may have four wings 81, each wing describing a propeller around the main axis of rotation A1, extending substantially through 180 °. around the main axis of rotation A1, said propellers being angularly offset by an angle of 90 ° around the main axis of rotation A1, so that the upper longitudinal ends 85 of two successive wings 81 are offset by one 90 ° angle around the main axis of rotation A1, the four wings 81 dividing the inter-space between the outer casing 21 and the inner belt 32 into four separate and juxtaposed working chambers C4, C5, C6, C7 around said main axis of rotation A1.
  • said rotary device 1 comprises at least four blades 4, 5, 6, 7, distributed angularly in a regular manner around the main axis of rotation A1, each blade 4, 5, 6, 7 being presented in the form of a disc centered on the associated secondary axis of rotation A4, A5, A6, A7, each blade 4, 5, 6, 7 having four notches 91, distributed angularly in a regular manner around the axis A4, A5, A6, A7 of the blade 4, 5, 6, 7, and extending in a radial direction of the blade 4, 5, 6, 7, dividing the blade into four sectors, the four sectors of the blade 4, 5, 6, 7 respectively sweeping the four working chambers C4, C5, C6, C7 during a complete revolution of the rotor 3 with respect to the stator 2 around the main axis of rotation A1.
  • the wings 81 of the cams 8 of the rotary device 1 according to the invention have a dual function, in that they make it possible to delimit said four working chambers C4, C5, C6, C7 allowing the operation of the rotary device 1, as described in particular in the document FR 2 950 113 A1, while ensuring the synchronization of the rotation of the blades 4, 5, 6, 7 around their respective secondary axes of rotation A4, A5 , A6 and A7 with the rotation of the rotor 3 relative to the stator 2 around the main axis of rotation A1.
  • the rotary device 1 further comprises spacing means, configured to so as to maintain a clearance between the first guide wall 82 of said wing 81 and the first guide wall 92 of said notch 91, as well as between the second guide wall 83 of said wing 81 and the second guide wall 93 of said notch 91, during the rotation of said rotor 3 around the main axis of rotation A1 and of the rotation of said blades 4, 5, 6, 7, around their respective secondary axes of rotation A4, A5, A6, A7.
  • said spacer means comprise at least one rolling element 94R, disposed at at least one guide wall 92, 93 of the notch 91 of the cam follower 9, configured to roll on a guide wall 82, 83 of the wing 81 of the cam 8.
  • a rolling element 94R can be provided on each of the guide walls 92, 93 of the notch 91, said rolling elements 94R being advantageously positioned visually. vis-à-vis.
  • Said at least one rolling element 94R may for example be a roller, mounted to rotate relative to the blade 4, 5, 6, 7, about an axis of rotation (not shown).
  • said spacer means may comprise at least one sliding shoe 94P in a material having a lower coefficient of friction with the material. of the wing 81 of the cam 8 that the coefficient of friction between the material of the body of the blade 4, 5, 6, 7 and the material of the wing 81 of the cam 8, such as TEFLON®, configured to slide on a guide wall 82, 83 of the wing 81 of the cam 8.
  • the spacing means comprise:
  • each groove 86 being formed on said outer casing 21 opening onto the working chamber C4, C5, C6, C7, at the level of the inner face FI21 of the outer casing 21 and, each groove 86 defining two guide walls 87, 88: a first guide wall 87 and a second guide wall 88,
  • each projection 96 also defining two guide walls 97, 98: a first guide wall 97 and a second guide wall 98.
  • Said groove 86 and said protrusion 96 may be configured so that each groove 86 receives a protrusion 96 internally, with the first guide wall 87 of the groove facing the first guide wall 97 of the protrusion, and the first guide wall 97 of the protrusion.
  • second guide wall 88 of the groove facing the second guide wall 98 of the projection allowing the sliding of the projection 96 relative to the groove 86, during the rotation of the rotor 3 relative to the stator 2 around the main axis of rotation A1 and the rotation of the blades 4, 5, 6, 7 around their respective secondary axes of rotation A4, A5, A6, A7.
  • Each groove 86 can describe on the inner face FI21 of the outer casing 21 a helix around the main axis of rotation A1 between the inlet opening of a working chamber C4, C5, C6, C7 and its opening output, said grooves 86 being distributed around the main axis of rotation A1 over 360 ° with areas of overlap between grooves 86 so that there always exists for each blade 4, 5, 6, 7, whatever the position of the rotor 3 relative to the stator 2, at least one projection 96 integral with the blade 4, 5, 6, 7 engaged in a groove 86.
  • said groove 86 internally receives said projection 96, allowing the sliding of said projection 96 with respect to said groove 86, the dimensions of the latter can be provided so that a slight operating play remains between the first guide wall 97 of the projection 96 and the first guide wall 87 of the groove 86, as well as between the second guide wall 98 of the projection 96 and the second guide wall 88 of the groove 86, during the rotation of the rotor 3 around the main axis of rotation A1 and of the rotation of the blades 4, 5, 6, 7 about their respective secondary axes of rotation A4, A5, A6, A7.
  • said groove has a substantially rectangular cross section in the shape of a 'U' and said projection is of substantially cylindrical shape.
  • said spacing means may have four grooves 86, each groove 86 being associated with one of the four working chambers, and four protrusions 96 can be secured to each blade. 4, 5, 6, 7, each groove 86 describing a helix around the main axis of rotation A1, extending substantially at 90 ° around the main axis of rotation A1, said grooves being angularly offset by an angle 90 ° around the main axis of rotation A1.
  • said wings 81 of the cams 8 of the rotary device 1 according to the invention can serve to delimit said working chambers C4, C5, C6, C7 allowing the operation of the rotary device 1, such as as described in particular in document FR 2 950 113 A1, while said grooves 86 and said protrusions 96, spacing means, can serve to ensure the synchronization of the rotation of the blades 4, 5, 6, 7 around their axes respective secondary rotations A4, A5, A6, A7 with the rotation of the rotor 3 relative to the stator 2 about the main axis of rotation A1.
  • said spacing means may additionally comprise at least one rolling element 99R, disposed at at least a projection 96, configured to roll on the guide wall 87 or the guide wall 88 of the groove 86.
  • the spacing means may comprise a sliding shoe (not shown), in a material having a lower coefficient of friction with the material of the groove 86 than the coefficient of friction between the material of the projection 96 and the groove 86 material, such as TEFLON®, configured to slide over guide wall 87 or guide wall 88 of groove 86.
  • a chamfer 95 can be formed on each of the guide walls 92, 93, so as to generate a flow of fluid (air, gas or other ) between each of the guide walls 82, 83 of the wing 81 and each of the guide walls 92, 93 of the notch 91, and so as to create a sliding guide between these guide walls 82, 83, 92, 93.
  • the rotor according to the first possibility comprises a casing 33, having an upper wall 33S, a lower wall 33I and a side wall 33L extending between the upper wall 33S and the lower wall 33I, the main axis of rotation A1 extending between said upper wall 33S and said lower wall 33I of the housing 33, said housing 33 having a plurality of slots 34 formed in the side wall 33L of the housing 33, and parallel to the main axis of rotation A1, each blade 4, 5, 6, 7 being positioned at a slot 34, so that the part of said blade 4, 5, 6, 7 projecting towards the main axis of rotation A1 is positioned inside the casing 33, while the rest of the blade 4, 5, 6, 7 is positioned outside the casing 33.
  • said internal belt 32 can be provided on the side wall 33L of the casing 33.
  • the casing 33 can be made in two identical parts and fixed together, each of said parts comprising the upper wall 33S, respectively the lower wall 33I, and half of the side wall 33L.
  • the housing 33 can advantageously be configured so that the part of the blade 4, 5, 6, 7 located outside the housing 33 comprises the active part of the blade 4, 5, 6, 7, that is to say say the part of the blade 4, 5, 6, 7 traversing the internal volume of one or more working chambers C4, C5, C6, C7.
  • each of said slots 34 can be dimensioned so as to isolate the interior of the casing 33, and therefore the part of the blade 4, 5, 6, 7 located inside the casing 33, from the fluid flowing through said chambers. working C4, C5, C6, C7, and in order to improve the efficiency of the rotary device 1 according to the invention.
  • a cowling 35 is provided, positioned inside said casing 33 and internally receiving said blade 4, 5, 6, 7 positioned at said slot 34, the cowling 35 extending over the entire periphery of the slot 34, and being configured so as to ensure fluid tightness between the interior and the exterior of the casing 33 at the level of said slot 34.
  • said cowling 35 can be configured so as to receive internally the part of the blade 4, 5, 6, 7 located inside the casing 33.
  • a sealing element such as for example a seal may be interposed between the cowling 35 and the casing 33 in order to improve the seal between the cowling 35 and the casing 33, and therefore between the casing. inside and outside of the housing 33.
  • the secondary axis of rotation A4, A5, A6, A7 of each of the blades 4, 5, 6, 7 can be fixed at the level of said cowling 34, in order to facilitate the manufacture of the rotary device 1 according to the invention.
  • the groove 86 may also include an upstream extension 86AM and a downstream extension 86AV arranged respectively upstream and downstream of the associated working chamber, the distance between the first guide wall 87 of said groove and the second guide wall 88 of said groove may be wider at the levels of the ends of the extensions 86AM and 86AV of the groove than at the level of the working chamber, said spacing being able to decrease progressively from the end of the upstream extension 86AM of said groove 86 to the level of the inlet opening of the associated working chamber, so as to allow the associated projection 96, when of its approach to the first guide wall 87 or to the second guide wall 88 of said groove, during the operation of said rotary device 1, to have a trajecto ire substantially parallel, locally, to the first or to the second guide wall of said groove, thus making it possible to avoid any risk of having a sudden impact between said projection and the guide walls of said groove, said
  • said spacing means may further include damping means (not shown), configured so as to damp the shock between said blade 4, 5, 6, 7 and said groove 86, when said projection 96, attached to said blade comes into contact with the first guide wall 87 or else with the second guide wall 88 of said groove 86, during operation of said rotary device.
  • said damping means may comprise elastic elements (not shown) arranged at the level of the connection between said projection 96 and said blade 4, 5, 6, 7, so as to allow said projection 96 to have at least an elastic degree of freedom with respect to said blade, while remaining attached to said blade.
  • said rotary device 1 may also include sealing means, making it possible to reduce fluid leaks through the clearances of said rotary device 1, so as to improve its efficiency for a wide range of speeds.
  • said sealing means can be configured so as to reduce:
  • said sealing means comprise at least one seal J92 and one seal J93 arranged respectively at the level of the first guide wall 92 and at the level of the second guide wall 93 of the notch 91 of the blade 4, 5, 6, 7, said sealing means additionally comprise at least one seal d 'seal JB47 disposed at the level of the peripheral edge B47 of the blade 4, 5, 6, 7, the seals J92 and J93 being configured so as to touch respectively the first guide wall 82 and the second guide wall 83 of the associated wing 81, during operation of said rotary device, the seal JB47 being configured so as to touch the internal face FI21 of the external casing, opening out inside a working chamber, during operation of said device r otative 1.
  • said sealing means may include a seal (not illustrated) arranged at the level of the edge B81 of the wing 81, visible in FIG. 17, configured so as to brush against the internal belt 32 of the rotor. 3, during the operation of said rotary device 1.
  • the sealing means may comprise a sealing gasket (not shown) arranged at the level of the wall of each of the slots 34, or of the wall of each of the cowls 35, configured so as to touch the wall. of the associated blade, during operation of said rotary device 1;
  • said seals of said sealing means can be made of elastomer, more or less elastic.
  • said seals of said sealing means may have a coating of abradable material (not shown), which can be worn by friction, making it possible to guarantee the reliability of said rotary device 1, during its operation, in the event of friction between the moving parts and the fixed parts of said rotary device 1.
  • the invention also relates to the use of the rotary device 1 according to one of the embodiments described above as a turbomachine for one or more of the applications taken from the group:
  • the use of the rotary device 1 as a turbomachine for such applications is particularly advantageous in order to be able to achieve energy savings for a wide range of speeds, and in particular compared to rotary devices of the prior art.
  • E2S Upper end E2I. Lower end 21. Outer casing FI21. Internal face FE21. Exterior face

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Abstract

Dispositif rotatif (1 ) convenant pour transformer l'énergie de l'écoulement d'un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et/ou une pression à partir d'une énergie mécanique de rotation, comprenant : - un stator (2); - un rotor (3) tournant par rapport au stator (2), suivant un axe de rotation principal (A1 ), - une pluralité de pales (4, 5, 6, 7), montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires (A4, A5, A6, A7), - des moyens de synchronisation des mouvements continus de rotation des pales (4, 5, 6, 7) avec le mouvement continu de rotation du rotor (3) autour de l'axe de rotation principal (A1 ), dans lequel les moyens de synchronisation sont un système de came/suiveur de came (8, 9) comprenant au moins une came (8) et un suiveur de came (9).

Description

Description
Titre : Dispositif rotatif de transformation de l’énergie
Domaine technique
L’invention est relative à un dispositif rotatif convenant pour transformer l’énergie de l’écoulement d’un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et éventuellement une pression à partir d’une énergie mécanique de rotation.
Technique antérieure
L’invention concerne plus particulièrement les dispositifs rotatifs enseignés par le document FR 2 950 113 A1 du présent demandeur qui se distinguent de l’état de la technique par un haut rendement énergétique dans les deux directions et sur une large plage de régimes.
Un tel dispositif comprend, un stator, un rotor monté tournant par rapport au stator, suivant un axe de rotation principal, ainsi qu’une pluralité de pales, réparties angulairement autour de l’axe de rotation principal. Selon cet enseignement du document FR 2 950 113 A1 , lesdites pales sont montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires, lesdits axes de rotation secondaires étant contenus dans un même plan perpendiculaire à l’axe de rotation principal, les axes de rotation secondaires étant tangents à un même cercle centré sur l’axe de rotation principal.
Un tel dispositif comprend également des moyens de synchronisation assurant la synchronisation des mouvements continus de rotation des pales avec le mouvement continu de rotation du rotor autour de son axe de rotation principal. Ces moyens de synchronisation sont déterminés de façon à ce que chaque pale effectue un nombre entier de N tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation secondaire lorsque le rotor fait un nombre entier de M tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation principal.
Avantageusement, lesdites pales sensiblement de formes identiques tournent dans le même sens et balaient toutes un même volume par référence au stator lorsque les pales sont solidaires en rotation dudit rotor, rendant possible de canaliser le fluide dans une ou plusieurs chambres de travail balayées par les pales, chacune des chambres étant pourvue à ses extrémités d’une entrée de fluide par laquelle rentrent les pales, et d’une sortie de fluide par laquelle sortent les pales. La ou les chambres de travail sont ainsi formées par des inter-espaces entre au moins deux parois, y compris une enveloppe externe solidaire du stator, et une ceinture interne, solidaire du rotor, présentant des fentes de passage pour les pales.
Ce document enseigne plus particulièrement des moyens de synchronisation synchronisant la rotation des pales avec le rotor et reposant essentiellement sur l’utilisation d’engrenages, ce qui nécessite, selon les constatations de l’inventeur, d’utiliser des engrenages de précision, coûteux, grevant le coût total du dispositif.
Le but de la présente invention est de proposer un dispositif rotatif qui pallie les inconvénients précités, en proposant un dispositif de coût de revient modéré.
Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif, simplifiant les réglages des moyens de synchronisation.
Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif dont le montage et le démontage, voire la maintenance sont simplifiés.
Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif au rendement énergétique amélioré.
D’autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n’est donnée qu’à titre indicatif et qui n’a pas pour but de la limiter.
Résumé
Il est proposé un dispositif rotatif convenant pour transformer l’énergie de l’écoulement d’un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et/ou une pression à partir d’une énergie mécanique de rotation, comprenant :
- un stator;
- un rotor monté tournant par rapport au stator, suivant un axe de rotation principal,
- une pluralité de pales, réparties angulairement autour de l’axe de rotation principal, lesdites pales étant montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires contenus dans un même plan perpendiculaire à l’axe de rotation principal, les axes de rotation secondaires étant tangents à un même cercle centré sur l’axe de rotation principal,
- des moyens de synchronisation assurant la synchronisation des mouvements continus de rotation des pales, avec le mouvement continu de rotation du rotor autour de l’axe de rotation principal, de sorte que lorsque le rotor fait un nombre entier de M tour(s) complet(s) autour de l’axe de rotation principal, chaque pale effectue un nombre entier de N tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation secondaire. Selon l’invention, les moyens de synchronisation sont un système de came/suiveur de came comprenant au moins une came et un suiveur de came et :
- selon une première possibilité, ladite au moins une came est solidaire du stator et ledit suiveur de came est solidaire de chacune des pales dans le cas où le rotor embarque ladite pluralité de pales,
- selon une seconde possibilité ladite au moins une came est solidaire du rotor et ledit suiveur de came est solidaire de chacune des pales dans le cas où le stator embarque ladite pluralité de pales.
Dans l’ensemble de la présente demande, on entend par stator, la partie du dispositif rotatif prévue pour demeurer immobile en rotation autour de l’axe de rotation principal lors du fonctionnement du dispositif rotatif, tandis que l’on entend par rotor, la partie du dispositif rotatif prévue pour tourner autour dudit axe de rotation principal lors du fonctionnement du dispositif rotatif.
Selon des caractéristiques optionnelles de l’invention, prises seules ou en combinaison :
- le stator selon la première possibilité, alternativement le rotor selon la seconde possibilité, comprend une enveloppe externe d’axe confondu avec l’axe de rotation principal, entourant l’ensemble des pales, ladite enveloppe externe présentant une face intérieure et une face extérieure, et dans lequel le système de came/suiveur de came comprend :
- au moins une came solidaire de l’enveloppe externe, en particulier de la face intérieure,
- au moins un suiveur de came solidaire de chacune des pales ;
- la au moins une came comporte une aile faisant saillie depuis ladite face intérieure de l’enveloppe externe, définissant deux parois de guidage : une première paroi de guidage et une deuxième paroi de guidage, et le au moins un suiveur de came comporte une échancrure ménagée dans la pale, définissant également deux parois de guidage : une première paroi de guidage et une deuxième paroi de guidage, ladite aile et ladite échancrure étant configurées de sorte à ce que ladite échancrure reçoive intérieurement ladite aile, avec la première paroi de guidage de l’aile en vis-à-vis de la première paroi de guidage de l’échancrure, et la deuxième paroi de guidage de l’aile en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage de l’échancrure, en autorisant le coulissement de l’aile par rapport à l’échancrure, lors de la rotation du rotor par rapport au stator autour de l’axe de rotation principal ;
- ladite aile est de section transversale de forme sensiblement triangulaire et ladite échancrure est de forme sensiblement triangulaire ; - le stator et le rotor présentent chacun une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, l’axe de rotation principal du rotor étant monté sur le stator par l’intermédiaire de deux articulations positionnées chacune au niveau d’une extrémité du stator : l’extrémité inférieure, respectivement supérieure du stator, et ladite aile décrit une hélice, autour de l’axe de rotation principal, ladite aile présentant deux extrémités longitudinales, une extrémité longitudinale inférieure, saillante depuis l’extrémité inférieure vers l’extrémité supérieure du stator et étant orientée sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal, et une extrémité longitudinale supérieure, saillante depuis l’extrémité supérieure vers l’extrémité inférieure du stator et orientée également sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal ;
- lesdites pales, sensiblement identiques, tournent dans le même sens et balaient toutes un même volume par référence au stator, ledit dispositif rotatif comprenant plusieurs chambres de travail pour les pales, le volume interne de chaque chambre de travail étant balayé par les pales, chaque chambre de travail présentant une entrée de fluide et une sortie de fluide, respectivement aux deux extrémités de la chambre de travail, et par lesquelles entrent et sortent les pales, le volume interne desdites chambres de travail étant défini au moins par un inter-espace défini entre:
- ladite enveloppe externe solidaire du stator,
- une ceinture interne, solidaire du rotor, et ledit système de came/suiveur de came présente plusieurs ailes, lesdites ailes divisant l’inter-espace défini entre ladite enveloppe externe et la ceinture interne en lesdites plusieurs chambres de travail, distinctes et juxtaposées, simultanément balayées, chacune au moins par une partie d’au moins une pale, lesdites pales présentant chacune un nombre d’échancrures supérieur ou égal au nombre d’ailes, lesdites ailes étant réparties autour de l’axe de rotation principal sur 360° avec des zones de recouvrement entre ailes de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale, quelle que soit la position du rotor par rapport au stator, au moins une aile de l’une des cames engagée dans une échancrure de l’un des suiveurs de came de la pale ;
- ledit système de came/suiveur de came présente quatre ailes, chaque aile décrivant une hélice autour de l’axe de rotation principal, s’étendant sensiblement à 180° autour de l’axe de rotation principal, lesdites hélices étant décalées angulairement d’un angle de 90 “autour de l’axe de rotation principal, de sorte que les extrémités longitudinales supérieures de deux ailes successives soient décalées d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal, les quatre ailes divisant l’inter-espace entre l’enveloppe externe et la ceinture interne en quatre chambres de travail distinctes et juxtaposées autour dudit axe de rotation principal, et ledit dispositif rotatif comprend au moins quatre pales, réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation principal, chaque pale se présentant sous la forme d’un disque centré sur l’axe de rotation secondaire associé, chaque pale présentant quatre échancrures, réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation secondaire de la pale, et s’étendant selon une direction radiale de la pale, divisant la pale en quatre secteurs, les quatre secteurs de la pale balayant respectivement les quatre chambres de travail lors d’un tour complet du rotor par rapport au stator, autour de l’axe de rotation principal ;
- ledit dispositif rotatif comporte en plus des moyens d’écartement, configurés de sorte à maintenir un jeu entre la première paroi de guidage de ladite aile et la première paroi de guidage de ladite échancrure, ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage de ladite aile et la deuxième paroi de guidage de ladite échancrure, lors de la rotation dudit rotor autour de l’axe de rotation principal et de la rotation desdites pales autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs ;
- lesdits moyens d’écartement comportent au moins un élément de roulement disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage de l’échancrure du suiveur de came, configuré pour rouler sur une paroi de guidage de l’aile de la came ;
- lesdits moyens d’écartement comportent au moins un patin de glissement, dans un matériau à plus faible coefficient de frottement avec le matériau de l’aile de la came que le coefficient de frottement entre le matériau du corps de la pale et le matériau de l’aile de la came, tel que le TEFLON®, ledit patin de glissement étant disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage de l’échancrure du suiveur de came, configuré pour glisser sur une paroi de guidage de l’aile de la came ;
- lesdits moyens d’écartement comportent :
- une pluralité de sillons, chaque sillon étant ménagé sur ladite enveloppe externe, débouchant sur une chambre de travail, au niveau de la face intérieure de l’enveloppe externe, chaque sillon définissant deux parois de guidage : une première paroi de guidage et une deuxième paroi de guidage,
- une pluralité de saillies, chacune solidaire d’une pale, chaque saillie définissant également deux parois de guidage : une première paroi de guidage et une deuxième paroi de guidage, chacun desdits sillon et chacune desdites saillies étant configurés de sorte que chaque sillon reçoive intérieurement une saillie, avec la première paroi de guidage du sillon en vis-à-vis de la première paroi de guidage de la saillie, et la deuxième paroi de guidage du sillon en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage de la saillie, en autorisant le coulissement de la saillie par rapport au sillon, lors de la rotation du rotor par rapport au stator autour de l’axe de rotation principal et de la rotation des pales autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs, chaque sillon décrivant sur la face intérieure de l’enveloppe externe une hélice autour de l’axe de rotation principal entre l’ouverture d’entrée d’une chambre de travail et son ouverture de sortie, lesdits sillons étant répartis autour de l’axe de rotation principal sur 360° avec des zones de recouvrement entre sillons de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale, quelle que soit la position du rotor par rapport au stator, au moins une saillie solidaire de la pale engagée dans un sillon ;
- le rotor selon la première possibilité, le stator selon la seconde possibilité, comporte un carter, présentant une paroi supérieure, une paroi inférieure et une paroi latérale s’étendant entre la paroi supérieure et la paroi inférieure, l’axe de rotation principal s’étendant entre ladite paroi supérieure et ladite paroi inférieure du carter, ledit carter présentant une pluralité de fentes ménagées dans la paroi latérale du carter, et parallèles à l’axe de rotation principal, chaque pale étant positionnée au niveau d’une fente, de sorte que la partie de ladite pale saillante vers l’axe de rotation principal est positionnée à l’intérieur du carter, tandis que le reste de la pale est positionné à l’extérieur du carter ;
- au niveau de chaque fente du carter, un capotage est prévu, positionné à l’intérieur dudit carter et recevant intérieurement ladite pale positionnée au niveau de ladite fente, le capotage s’étendant sur tout le pourtour de la fente, et étant configuré de sorte à assurer l’étanchéité au fluide entre l’intérieur et l’extérieur du carter au niveau de ladite fente ;
- chaque sillon peut comporter en plus un prolongement amont et un prolongement aval, disposés respectivement en amont et en aval de la chambre de travail associée, l’écartement entre la première paroi de guidage dudit sillon et la deuxième paroi de guidage dudit sillon pouvant être plus large aux deux extrémités des prolongements du sillon qu’au niveau de la chambre de travail, ledit écartement pouvant diminuer progressivement depuis l’extrémité du prolongement amont dudit sillon jusqu’au niveau de l’ouverture d’entrée de la chambre de travail associée, de sorte à permettre à la saillie associée, lors de son rapprochement de la première ou de la deuxième paroi de guidage dudit sillon, au cours du fonctionnement dudit dispositif rotatif, d’avoir une trajectoire sensiblement parallèle, localement, à la première ou à la deuxième paroi de guidage dudit sillon, permettant ainsi d’éviter tout risque d’avoir un choc brutal entre ladite saillie et les parois de guidage dudit sillon, ledit écartement pouvant augmenter progressivement à partir du niveau de l’ouverture de sortie de la chambre de travail associée jusqu’à l’extrémité du prolongement aval dudit sillon, de sorte à permettre à la saillie associée de s’éloigner progressivement de la première paroi de guidage et de la deuxième paroi de guidage dudit sillon, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif ; - lesdits moyens d’écartement peuvent comporter en plus des moyens d’amortissement, configurés de sorte à amortir le choc entre ladite pale et ledit sillon, lorsque ladite saillie, attachée à ladite pale, entre en contact avec la première paroi de guidage ou bien avec la deuxième paroi de guidage dudit sillon, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif ;
- lesdits moyens d’amortissement peuvent comporter des éléments élastiques disposés au niveau de la liaison entre ladite saillie et ladite pale, de sorte à permettre à ladite saillie d’avoir au moins un degré de liberté élastique par rapport à ladite pale, tout en restant attachée à ladite pale ;
- ledit dispositif rotatif comporte en plus des moyens d’étanchéité, permettant de réduire les fuites de fluide à travers les différents jeux dudit dispositif rotatif, lesdits moyens d’étanchéité étant configurés de sorte à réduire :
- le jeu entre la première paroi de guidage de l’échancrure de chacun des suiveurs de came et la première paroi de guidage de l’aile de la came associée, ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage de l’échancrure de chacun des suiveurs de came et la deuxième paroi de guidage de l’aile de la came associée,
- le jeu entre le bord périphérique de chacune des pales et la face intérieure de l’enveloppe externe, débouchant sur une chambre de travail,
- le jeu entre le bord de l’aile de chacune des cames et la paroi latérale dudit carter,
- le jeu entre la paroi de chacune des fentes, ou de chacun des capotages, et la paroi de la pale associée ;
- lesdits moyens d’étanchéité comportent au moins un joint d’étanchéité disposé :
- au niveau de la première paroi de guidage de l’échancrure de chacun des suiveurs de came, configuré pour effleurer la première paroi de guidage de l’aile de la came associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif,
- au niveau de la deuxième paroi de guidage de l’échancrure de chacun des suiveurs de came, configuré pour effleurer la deuxième paroi de guidage de l’aile de la came associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif,
- au niveau du bord périphérique de chacune des pales, configuré pour effleurer la face intérieure de l’enveloppe externe, débouchant sur une chambre de travail, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif,
- au niveau du bord de l’aile de chacune des cames, configuré pour effleurer la paroi latérale dudit carter, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif, - au niveau de la paroi de chacune des fentes, ou de chacun des capotages, configuré pour effleurer la paroi de la pale associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif ;
- lesdits joints d’étanchéité desdits moyens d’étanchéité peuvent être en élastomère plus ou moins élastique ;
- lesdits joints d’étanchéité desdits moyens d’étanchéité peuvent porter un revêtement en matériau abradable, pouvant être usé par frottement et permettant de garantir la fiabilité dudit dispositif rotatif, lors de son fonctionnement, en cas de frottement entre les parties mobiles et les parties fixes dudit dispositif rotatif.
L’invention concerne encore une utilisation du dispositif rotatif selon l’invention en tant que turbomachine pour une ou plusieurs des applications prises dans le groupe :
- ventilation,
- aspiration,
- éolienne,
- hydrolienne,
- turbine hydraulique,
- pompage,
- propulsion,
- turbinage,
- turbinage-pompage.
Brève description des dessins
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 montre une vue en perspective d’un dispositif rotatif selon un mode de réalisation conforme à l’invention ;
- la figure 2 montre une vue en coupe, du dispositif rotatif de la figure 1 , selon la ligne ll-ll de la figure 1 ;
- la figure 3 montre une vue en perspective du dispositif rotatif de la figure 1 , dans laquelle certains éléments ont été ôtés ;
- la figure 4 montre une vue de détail d’une pale du dispositif rotatif de la figure
1 ; - la figure 5 montre une vue en perspective du rotor et des pales du dispositif rotatif de la figure 1 ;
- la figure 6 montre une vue de détail d’une pale et d’un capotage du dispositif rotatif de la figure 1 ;
- la figure 7 montre une vue de face d’une pale du dispositif rotatif de la figure 1 ;
- la figure 8 montre une vue en perspective d’un quart du stator et de deux pales du dispositif rotatif de la figure 1 ;
- la figure 9 montre une vue de face de la représentation du dispositif rotatif de la figure 8 ;
- la figure 10 montre une vue en perspective d’une pale isolée d’un dispositif rotatif selon un mode de réalisation conforme à l’invention ;
- la figure 11 montre une vue en perspective d’un dispositif rotatif, ayant quatre chambres de travail, selon un autre mode de réalisation conforme à l’invention, montrant l’enveloppe externe et les ailes ;
- la figure 12 montre une vue en perspective d’un quart des éléments visibles du dispositif rotatif de la figure 11 , montrant certaines parois d’une chambre de travail ;
- la figure 13 montre une vue en perspective des éléments de la figure 12, auxquels a été ajoutée une pale équipée de quatre saillies ;
- la figure 14 montre une vue en perspective des éléments de la figure 12, auxquels a été ajoutée une pale équipée de quatre éléments de roulement ;
- la figure 15 montre une vue en perspective d’une pale isolée d’un dispositif rotatif, selon un mode de réalisation conforme à l’invention, montrant des joints d’étanchéité disposés au niveau des parois de l’échancrure ainsi qu’au niveau du bord périphérique de la pale ;
- la figure 16 montre une vue en perspective d’un dispositif rotatif, ayant quatre chambres de travail, selon un autre mode de réalisation conforme à l’invention, montrant l’enveloppe externe, les ailes ainsi que le prolongement amont d’un sillon ;
- la figure 17 montre une vue de face d’une chambre de travail du dispositif rotatif de la figure 16, montrant un sillon avec ses deux prolongements, en amont et en aval de la chambre de travail. Description des modes de réalisation
Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
L’invention concerne un dispositif rotatif 1 convenant pour transformer l’énergie de l’écoulement d’un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et/ou une pression à partir d’une énergie mécanique de rotation, comprenant :
- un stator 2;
- un rotor 3 monté tournant par rapport au stator 2, suivant un axe de rotation principal A1 ,
- une pluralité de pales 4, 5, 6, 7, réparties angulairement autour de l’axe de rotation principal A1 , lesdites pales 4, 5, 6, 7 étant montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires A4, A5, A6, A7 contenus dans un même plan perpendiculaire à l’axe de rotation principal A1 , les axes de rotation secondaires A4, A5, A6, A7 étant tangents à un même cercle centré sur l’axe de rotation principal A1 ,
- des moyens de synchronisation 8, 9 assurant la synchronisation des mouvements continus de rotation des pales 4, 5, 6, 7, avec le mouvement continu de rotation du rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 , de sorte que lorsque le rotor 3 fait un nombre entier de M tour(s) complet(s) autour de l’axe de rotation principal A1 , chaque pale 4, 5, 6, 7 effectue un nombre entier de N tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation secondaire A4, A5, A6, A7.
Selon l’invention, les moyens de synchronisation 8, 9 sont un système de came/suiveur de came 8, 9 comprenant au moins une came 8 et un suiveur de came 9 et :
- selon une première possibilité, ladite au moins une came 8 est solidaire du stator 2 et ledit suiveur de came 9 est solidaire de chacune des pales 4, 5, 6, 7 dans le cas où le rotor 3 embarque ladite pluralité de pales 4, 5, 6, 7,
- selon une seconde possibilité ladite au moins une came 8 est solidaire du rotor et ledit suiveur de came 9 est solidaire de chacune des pales dans le cas où le stator embarque ladite pluralité de pales 4, 5, 6, 7.
Le fonctionnement du dispositif rotatif 1 selon l’invention correspond sensiblement à celui du dispositif rotatif décrit dans le document FR 2 950 113 A1.
Cependant, dans le dispositif rotatif 1 selon l’invention, il n’est pas nécessaire de prévoir de moyens de synchronisation employant des engrenages, à l’instar du document FR 2 950 113 A1 , la synchronisation du mouvement de rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 et des mouvements de rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires A4, A5, A6, A7 respectifs étant assuré uniquement par ledit système de came/suiveur de came 8, 9.
Un tel système de came/suiveur de came 8, 9 est de conception et de réalisation particulièrement simple, notamment en comparaison avec des moyens de synchronisation comprenant des engrenages comme dans les dispositifs connus de l’état de la technique, ce qui permet de diminuer le coût de revient d’un tel dispositif rotatif 1 , mais également d’augmenter le rendement énergétique d’un tel dispositif rotatif 1.
Avantageusement, lesdits moyens de synchronisation 8, 9 consistent uniquement en un système de came/suiveur de came 8, 9 comprenant au moins une came 8 et un suiveur de came 9 et :
- selon une première possibilité, ladite au moins une came 8 est solidaire du stator 2 et ledit suiveur de came 9 est solidaire de chacune des pales 4, 5, 6, 7 dans le cas où le rotor 3 embarque ladite pluralité de pales 4, 5, 6, 7,
- selon une seconde possibilité ladite au moins une came 8 est solidaire du rotor et ledit suiveur de came 9 est solidaire de chacune des pales 4, 5, 6, 7 dans le cas où le stator embarque ladite pluralité de pales 4, 5, 6, 7.
Sur les exemples de réalisation des figures 1 à 14, seule la première possibilité, dans laquelle le rotor 3 embarque la pluralité de pales 4, 5, 6, 7 est illustrée.
Selon un mode de réalisation, le stator 2 selon la première possibilité, alternativement le rotor selon la seconde possibilité, comprend une enveloppe externe 21 d’axe confondu avec l’axe de rotation principal A1 , entourant l’ensemble des pales 4, 5, 6, 7, ladite enveloppe externe présentant une face intérieure FI21 et une face extérieure FE21 , et dans lequel le système de came/suiveur de came 8, 9 comprend :
- au moins une came 8 solidaire de ladite enveloppe externe 21 , en particulier de sa face intérieure FI21 ,
- au moins un suiveur de came 9 solidaire de chacune des pales 4, 5, 6, 7.
Selon un mode de réalisation, la au moins une came 8 comporte une aile 81 faisant saillie depuis ladite face intérieure FI21 de l’enveloppe externe 21 , définissant deux parois de guidage 82, 83 : une première paroi de guidage 82 et une deuxième paroi de guidage 83, et le au moins un suiveur de came 9 comporte une échancrure 91 ménagée dans la pale 4, 5, 6, 7, définissant également deux parois de guidage 92, 93 : une première paroi de guidage 92 et une deuxième paroi de guidage 93, ladite aile 81 et ladite échancrure 91 étant configurées de sorte à ce que ladite échancrure 91 reçoive intérieurement ladite aile 81 , avec la première paroi de guidage 82 de l’aile 81 en vis-à-vis de la première paroi de guidage 92 de l’échancrure 91 , et la deuxième paroi de guidage 83 de l’aile 81 en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage 93 de l’échancrure 91 , en autorisant le coulissement de l’aile 81 par rapport à l’échancrure 91 , lors de la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1.
Avantageusement, et comme visible sur les exemples de réalisation des figures 1 à 3 et 8, ladite aile 81 peut être ménagée d’un seul tenant sur ladite enveloppe externe 21 , celle-ci étant par exemple réalisée par pliage de la tôle formant ladite enveloppe externe.
Alternativement, ladite aile 81 peut être réalisée sous la forme d’une pièce amovible par rapport à ladite enveloppe externe 21 et fixée à cette dernière par l’intermédiaire de moyen de fixation.
Afin que ladite échancrure 91 reçoive intérieurement ladite aile 81 , en autorisant le coulissement de l’aile 81 par rapport à l’échancrure 91 , les dimensions de celles-ci peuvent être prévues de sorte qu’un léger jeu de fonctionnement subsiste entre la première paroi de guidage 82 de l’aile 81 et la première paroi de guidage 92 de l’échancrure 91 , ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage 83 de l’aile 81 et la deuxième paroi de guidage 93 de l’échancrure 91 , lors de la rotation du rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 et de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7.
Selon un mode de réalisation, ladite aile 81 est de section transversale sensiblement triangulaire et ladite échancrure 91 est de forme sensiblement triangulaire.
Notamment, et comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 2 et 5 à 9, ladite section transversale de l’aile 81 et la forme de ladite échancrure 91 peuvent être triangulaires isocèles de sorte que les parois de guidage 82, 83 de l’aile 81 , respectivement les parois de guidage 92, 93 de l’échancrure 91 soient de longueurs sensiblement égales.
Une forme sensiblement trapézoïdale de la section transversale d’une aile 81 ou d’une échancrure 91 est considéré comme sensiblement triangulaire au sens de la présente invention.
Selon un mode de réalisation, le stator 2 et le rotor 3 présentent chacun une extrémité inférieure E2I, E3I et une extrémité supérieure E2S, E3S, l’axe de rotation principal A1 du rotor 3 étant monté sur le stator 2 par l’intermédiaire de deux articulations 31 positionnées chacune au niveau d’une extrémité du stator 2 : l’extrémité inférieure E2I, respectivement l’extrémité supérieure E2S.
Selon un tel mode de réalisation, ladite aile 81 décrit une hélice, autour de l’axe de rotation principal A1 , ladite aile 81 présentant deux extrémités longitudinales 84, 85, une extrémité longitudinale inférieure 84, saillante depuis l’extrémité inférieure E2I vers l’extrémité supérieure E2S du stator 2 et étant orientée sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal A1 , et une extrémité longitudinale supérieure 85, saillante depuis l’extrémité supérieure E2S vers l’extrémité inférieure E2I du stator 2 et orientée également sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal A1.
Une telle forme en hélice de ladite aile 81 avec de telles positions et orientations de ses extrémités longitudinales 84, 85, permet d’assurer la synchronisation de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7, avec la rotation du rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 par rapport au stator 2.
En effet, comme compréhensible des exemples de réalisation des figures 2, 8 et 9, lors de son déplacement le long de ladite aile 81 entre l’extrémité longitudinale inférieure 84 et l’extrémité longitudinale supérieure 85 de ladite aile 81 , entraînée par la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 , une pale 4, 5, 6, 7 va effectuer une rotation autour de son axe de rotation secondaire A4, A5, A6, A7 d’un angle correspondant à l’inclinaison de l’extrémité longitudinale supérieure 85 par rapport à l’extrémité longitudinale inférieure 84, et notamment un angle sensiblement égal à 180°.
Avantageusement, et afin d’améliorer la compacité du dispositif rotatif selon l’invention, et comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 1 et 2, l’extrémité inférieure E2I du stator 2 est située à proximité de l’extrémité inférieure E3I du rotor 3, tandis que l’extrémité supérieure E2S du stator 2 est située à proximité de l’extrémité supérieure E3S du rotor 3.
Comme visible sur les exemples de réalisation des figures 3 et 5, lesdites articulations 31 de l’axe A1 entre le rotor 3 et le stator 2 peuvent comporter chacune un roulement.
Selon un mode de réalisation, lesdites pales 4, 5, 6, 7, sensiblement identiques, tournent dans le même sens et balaient toutes un même volume par référence au stator 2.
Selon un tel mode de réalisation, ledit dispositif rotatif 1 peut comprendre plusieurs chambres de travail C4, C5, C6, C7 pour les pales 4, 5, 6, 7, le volume interne de chaque chambre de travail C4, C5, C6, C7 étant balayé par les pales 4, 5, 6, 7, chaque chambre de travail C4, C5, C6, C7 présentant une entrée de fluide et une sortie de fluide, respectivement aux deux extrémités de la chambre de travail C4, C5, C6, C7, et par lesquelles entrent et sortent les pales 4, 5, 6, 7, le volume interne desdites chambres de travail C4, C5, C6, C7 étant défini au moins par un inter-espace défini entre:
- ladite enveloppe externe 21 , solidaire du stator 2,
- une ceinture interne 32, solidaire du rotor 3.
Ledit système de came/suiveur de came peut présenter plusieurs ailes 81 , lesdites ailes 81 divisant l’inter-espace défini entre ladite enveloppe externe 21 et la ceinture interne 32 en lesdites plusieurs chambres de travail C4, C5, C6, C7, distinctes et juxtaposées, simultanément balayées, chacune par au moins une partie d’au moins une pale 4, 5, 6, 7.
Lesdites pales 4, 5, 6 ,7 présentent chacune un nombre d’échancrures 91 supérieur ou égal au nombre d’ailes 81 , lesdites ailes 81 étant réparties autour de l’axe de rotation principal A1 sur 360° avec des zones de recouvrement entre ailes 81 de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale 4, 5, 6, 7, quelle que soit la position du rotor 3 par rapport au stator 2, au moins une aile 81 , de l’une des cames 8, engagée dans une échancrure 91 de l’un des suiveurs de came 9 de la pale 4, 5, 6, 7.
Au niveau des zones de recouvrement entre cames, et comme visible sur l’exemple de réalisation de la figure 2, chaque pale 4, 5, 6, 7 est guidée par plusieurs ailes 81 , reçues simultanément respectivement dans plusieurs échancrures 91 de la pale 4, 5, 6, 7.
Par exemple, et selon un mode de réalisation particulier, ledit système de came/suiveur de came 8, 9 peut présenter quatre ailes 81 , chaque aile décrivant une hélice autour de l’axe de rotation principal A1 , s’étendant sensiblement à 180° autour de l’axe de rotation principal A1 , lesdites hélices étant décalées angulairement d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal A1 , de sorte que les extrémités longitudinales supérieures 85 de deux ailes 81 successives soient décalées d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal A1 , les quatre ailes 81 divisant l’inter-espace entre l’enveloppe externe 21 et la ceinture interne 32 en quatre chambres de travail C4, C5, C6, C7 distinctes et juxtaposées autour dudit axe de rotation principal A1 .
Selon un tel mode de réalisation, ledit dispositif rotatif 1 comprend au moins quatre pales 4, 5, 6, 7, réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation principal A1 , chaque pale 4, 5, 6, 7 se présentant sous la forme d’un disque centré sur l’axe de rotation secondaire A4, A5, A6, A7 associé, chaque pale 4, 5, 6, 7 présentant quatre échancrures 91 , réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe A4, A5, A6, A7 de la pale 4, 5, 6, 7, et s’étendant selon une direction radiale de la pale 4, 5, 6, 7, divisant la pale en quatre secteurs, les quatre secteurs de la pale 4, 5, 6, 7 balayant respectivement les quatre chambres de travail C4, C5, C6, C7 lors d’un tour complet du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 .
Ainsi, grâce à cette disposition avantageuse de l’invention, les ailes 81 des cames 8 du dispositif rotatif 1 selon l’invention présentent une double fonction, en ce qu’elles permettent de délimiter lesdites quatre chambres de travail C4, C5, C6, C7 permettant le fonctionnement du dispositif rotatif 1 , tel que décrit notamment dans le document FR 2 950 113 A1 , tout en assurant la synchronisation de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6 et A7 avec la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1.
Avantageusement, pour réduire les frottements et empêcher tout contact entre les parois de guidage de l’aile 81 et les parois de guidage de l’échancrure 91 , le dispositif rotatif 1 selon l’invention comporte en plus des moyens d’écartement, configurés de sorte à maintenir un jeu entre la première paroi de guidage 82 de ladite aile 81 et la première paroi de guidage 92 de ladite échancrure 91 , ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage 83 de ladite aile 81 et la deuxième paroi de guidage 93 de ladite échancrure 91 , lors de la rotation dudit rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 et de la rotation desdites pales 4, 5, 6, 7, autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7.
Selon un mode de réalisation, comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 10, lesdits moyens d’écartement comportent au moins un élément de roulement 94R, disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage 92, 93 de l’échancrure 91 du suiveur de came 9, configuré pour rouler sur une paroi de guidage 82, 83 de l’aile 81 de la came 8.
Avantageusement, comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 10, un élément de roulement 94R peut être prévu sur chacune des parois de guidage 92, 93 de l’échancrure 91 , lesdits éléments de roulement 94R étant avantageusement positionnés en vis-à-vis. Ledit au moins un élément de roulement 94R peut par exemple être un galet, monté tournant par rapport à la pale 4, 5, 6, 7, autour d’un axe de rotation (non représenté).
Alternativement ou en complément, et comme visible sur l’exemple de réalisation de la figure 4, lesdits moyens d’écartement peuvent comporter au moins un patin de glissement 94P dans un matériau à plus faible coefficient de frottement avec le matériau de l’aile 81 de la came 8 que le coefficient de frottement entre le matériau du corps de la pale 4, 5, 6, 7 et le matériau de l’aile 81 de la came 8, tel que le TEFLON®, configuré pour glisser sur une paroi de guidage 82, 83 de l’aile 81 de la came 8.
Selon un mode de réalisation, et comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 11 à 14, les moyens d’écartement comportent :
- une pluralité de sillons 86, chaque sillon 86 étant ménagé sur ladite enveloppe externe 21 débouchant sur la chambre de travail C4, C5, C6, C7, au niveau de la face intérieure FI21 de l’enveloppe externe 21 et, chaque sillon 86 définissant deux parois de guidage 87, 88 : une première paroi de guidage 87 et une deuxième paroi de guidage 88,
- une pluralité de saillies 96, chacune solidaire d’une pale 4, 5 ,6 ,7, chaque saillie 96 définissant également deux parois de guidage 97, 98 : une première paroi de guidage 97 et une deuxième paroi de guidage 98.
Ledit sillon 86 et ladite saillie 96 peuvent être configurés de sorte que chaque sillon 86 reçoive intérieurement une saillie 96, avec la première paroi de guidage 87 du sillon en vis-à-vis de la première paroi de guidage 97 de la saillie, et la deuxième paroi de guidage 88 du sillon en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage 98 de la saillie, en autorisant le coulissement de la saillie 96 par rapport au sillon 86, lors de la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 et de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7.
Chaque sillon 86 peut décrire sur la face intérieure FI21 de l’enveloppe externe 21 une hélice autour de l’axe de rotation principal A1 entre l’ouverture d’entrée d’une chambre de travail C4, C5, C6, C7 et son ouverture de sortie, lesdits sillons 86 étant répartis autour de l’axe de rotation principal A1 sur 360° avec des zones de recouvrement entre sillons 86 de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale 4, 5, 6, 7, quelle que soit la position du rotor 3 par rapport au stator 2, au moins une saillie 96 solidaire de la pale 4, 5, 6, 7 engagée dans un sillon 86.
Afin que ledit sillon 86 reçoive intérieurement ladite saillie 96, en autorisant le coulissement de ladite saillie 96 par rapport audit sillon 86, les dimensions de ceux-ci peuvent être prévues de sorte qu’un léger jeu de fonctionnement subsiste entre la première paroi de guidage 97 de la saillie 96 et la première paroi de guidage 87 du sillon 86, ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage 98 de la saillie 96 et la deuxième paroi de guidage 88 du sillon 86, lors de la rotation du rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 et de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7. Avantageusement, et pour réduire les frottements, comme visible sur l’exemple de réalisation de la figure 13, ledit sillon est de section transversale sensiblement rectangulaire en forme de ‘U’ et ladite saillie est de forme sensiblement cylindrique.
Avantageusement, et comme visible sur les exemples de réalisation des figures 11 et 13, lesdits moyens d’écartement peuvent présenter quatre sillons 86, chaque sillon 86 étant associé à une des quatre chambres de travail, et quatre saillies 96 peuvent être solidarisées à chaque pale 4, 5, 6, 7, chaque sillon 86 décrivant une hélice autour de l’axe de rotation principal A1 , s’étendant sensiblement à 90° autour de l’axe de rotation principal A1 , lesdits sillons étant décalés angulairement d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal A1.
Ainsi, grâce à cette disposition avantageuse de l’invention, lesdites ailes 81 des cames 8 du dispositif rotatif 1 selon l’invention peuvent servir à délimiter lesdites chambres de travail C4, C5, C6, C7 permettant le fonctionnement du dispositif rotatif 1 , tel que décrit notamment dans le document FR 2 950 113 A1 , tandis que lesdits sillons 86 et lesdites saillies 96, des moyens d’écartement, peuvent servir à assurer la synchronisation de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7 avec la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 .
Avantageusement, et afin de réduire davantage les frottements, et comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 14, lesdits moyens d’écartement peuvent comporter en plus au moins un élément de roulement 99R, disposé au niveau d’au moins une saillie 96, configuré pour rouler sur la paroi de guidage 87 ou la paroi de guidage 88 du sillon 86.
Alternativement ou en complément, les moyens d’écartement peuvent comporter un patin de glissement (non illustré), dans un matériau à plus faible coefficient de frottement avec le matériau du sillon 86 que le coefficient de frottement entre le matériau de la saillie 96 et le matériau du sillon 86, tel que le TEFLON®, configuré pour glisser sur la paroi de guidage 87 ou la paroi de guidage 88 du sillon 86.
Alternativement, ou en complément, et comme visible sur l’exemple de réalisation de la figure 10, un chanfrein 95 peut être ménagé sur chacune des parois de guidage 92, 93, de sorte à générer un écoulement de fluide (air, gaz ou autre) entre chacune des parois de guidage 82, 83 de l’aile 81 et chacune des parois de guidage 92, 93 de l’échancrure 91 , et de sorte à créer un guidage en coulissement entre ces parois de guidage 82, 83, 92, 93. Selon un mode de réalisation, le rotor selon la première possibilité, le stator selon la seconde possibilité, comporte un carter 33, présentant une paroi supérieure 33S, une paroi inférieure 33I et une paroi latérale 33L s’étendant entre la paroi supérieure 33S et la paroi inférieure 33I, l’axe de rotation principal A1 s’étendant entre ladite paroi supérieure 33S et ladite paroi inférieure 33I du carter 33, ledit carter 33 présentant une pluralité de fentes 34 ménagées dans la paroi latérale 33L du carter 33, et parallèles à l’axe de rotation principal A1 , chaque pale 4, 5, 6, 7 étant positionnée au niveau d’une fente 34, de sorte que la partie de ladite pale 4, 5, 6, 7 saillante vers l’axe de rotation principal A1 soit positionnée à l’intérieur du carter 33, tandis que le reste de la pale 4, 5, 6, 7 est positionné à l’extérieur du carter 33.
Avantageusement, et comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 3 et 5, ladite ceinture interne 32 peut être ménagée sur la paroi latérale 33L du carter 33.
Avantageusement, et afin de faciliter sa fabrication, le carter 33 peut être réalisé en deux parties identiques et fixées entre elles, chacune desdites parties comprenant la paroi supérieure 33S, respectivement la paroi inférieure 33I, et la moitié de la paroi latérale 33L.
Le carter 33 peut avantageusement être configuré de sorte que la partie de la pale 4, 5, 6, 7 située à l’extérieur du carter 33 comporte la partie active de la pale 4, 5, 6, 7, c’est-à-dire la partie de la pale 4, 5, 6, 7 parcourant le volume interne d’une ou plusieurs chambres de travail C4, C5, C6, C7.
De plus, chacune desdites fentes 34 peut être dimensionnée de sorte à isoler l’intérieur du carter 33, et donc la partie de la pale 4, 5, 6, 7 se trouvant à l’intérieur du carter 33, du fluide parcourant lesdites chambres de travail C4, C5, C6, C7, et afin d’améliorer le rendement du dispositif rotatif 1 selon l’invention.
Selon un mode de réalisation, au niveau de chaque fente 34 du carter 33, un capotage 35 est prévu, positionné à l’intérieur dudit carter 33 et recevant intérieurement ladite pale 4, 5, 6, 7 positionnée au niveau de ladite fente 34, le capotage 35 s’étendant sur tout le pourtour de la fente 34, et étant configuré de sorte à assurer l’étanchéité au fluide entre l’intérieur et l’extérieur du carter 33 au niveau de ladite fente 34.
Cette disposition avantageuse de l’invention permet d’améliorer l’étanchéité du carter 33 au niveau de chacune desdites pales 4, 5, 6,7, et donc le rendement du dispositif rotatif 1 selon l’invention. Comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 6, ledit capotage 35 peut être configuré de sorte à recevoir intérieurement la partie de la pale 4, 5, 6, 7 se trouvant à l’intérieur du carter 33.
Un élément d’étanchéité (non représenté), comme par exemple un joint d’étanchéité peut être interposé entre le capotage 35 et le carter 33 afin d’améliorer l’étanchéité entre le capotage 35 et le carter 33, et donc entre l’intérieur et l’extérieur du carter 33.
Avantageusement, l’axe de rotation secondaire A4, A5, A6, A7 de chacune des pales 4, 5, 6, 7 peut être fixé au niveau dudit capotage 34, afin de faciliter la fabrication du dispositif rotatif 1 selon l’invention.
Avantageusement, et selon un mode de réalisation conforme à l’invention, comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 16 et 17, le sillon 86 peut comporter en plus un prolongement amont 86AM et un prolongement aval 86AV disposés respectivement en amont et en aval de la chambre de travail associée, l’écartement entre la première paroi de guidage 87 dudit sillon et la deuxième paroi de guidage 88 dudit sillon pouvant être plus large aux niveaux des extrémités des prolongements 86AM et 86AV du sillon qu’au niveau de la chambre de travail, ledit écartement pouvant diminuer progressivement depuis l’extrémité du prolongement amont 86AM dudit sillon 86 jusqu’au niveau de l’ouverture d’entrée de la chambre de travail associée, de sorte à permettre à la saillie 96 associée, lors de son rapprochement de la première paroi de guidage 87 ou de la deuxième paroi de guidage 88 dudit sillon, au cours du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1 , d’avoir une trajectoire sensiblement parallèle, localement, à la première ou à la deuxième paroi de guidage dudit sillon, permettant ainsi d’éviter tout risque d’avoir un choc brutal entre ladite saillie et les parois de guidage dudit sillon, ledit écartement pouvant augmenter progressivement à partir du niveau de l’ouverture de sortie de la chambre de travail associée jusqu’à l’extrémité du prolongement aval 86AV dudit sillon 86, de sorte à permettre à la saillie 96 associée de s’éloigner progressivement de la première paroi de guidage 87 et de la deuxième paroi de guidage 88 dudit sillon 86, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1 .
Avantageusement, lesdits moyens d’écartement peuvent comporter en plus des moyens d’amortissement (non illustrés), configurés de sorte à amortir le choc entre ladite pale 4, 5, 6, 7 et ledit sillon 86, lorsque ladite saillie 96, attachée à ladite pale, entre en contact avec la première paroi de guidage 87 ou bien avec la deuxième paroi de guidage 88 dudit sillon 86, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif. Avantageusement, lesdits moyens d’amortissement peuvent comporter des éléments élastiques (non illustrés) disposés au niveau de la liaison entre ladite saillie 96 et ladite pale 4, 5, 6, 7, de sorte à permettre à ladite saillie 96 d’avoir au moins un degré de liberté élastique par rapport à ladite pale, tout en restant attachée à ladite pale.
Avantageusement, ledit dispositif rotatif 1 peut comporter en plus des moyens d’étanchéité, permettant de réduire les fuites de fluide à travers les jeux dudit dispositif rotatif 1 , de sorte à améliorer son rendement pour une large plage de régimes.
Avantageusement, lesdits moyens d’étanchéité peuvent être configurés de sorte à réduire :
-- le jeu entre la première paroi de guidage 92 de l’échancrure 91 et la première paroi de guidage 82 de l’aile 81 associée, ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage 93 de l’échancrure 91 et la deuxième paroi de guidage 83 de l’aile 81 associée,
- le jeu entre le bord périphérique B47 de chacune des pales et la face intérieure FI21 de l’enveloppe externe, débouchant sur une chambre de travail,
- le jeu entre le bord B81 de l’aile 81 et la ceinture interne 32 du rotor 3,
- le jeu entre la paroi de chacune des fentes 34, ou de la paroi de chacun des capotages 35, et la paroi de la pale associée.
Avantageusement, et selon un mode de réalisation conforme à l’invention, comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 15, lesdits moyens d’étanchéité comportent au moins un joint d’étanchéité J92 et un joint d’étanchéité J93 disposés respectivement au niveau de la première paroi de guidage 92 et au niveau de la deuxième paroi de guidage 93 de l’échancrure 91 de la pale 4, 5, 6, 7, lesdits moyens d’étanchéité comportent en plus au moins un joint d’étanchéité JB47 disposé au niveau du bord périphérique B47 de la pale 4, 5, 6, 7, les joints d’étanchéité J92 et J93 étant configurés de manière à effleurer respectivement la première paroi de guidage 82 et la deuxième paroi de guidage 83 de l’aile 81 associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif, le joint d’étanchéité JB47 étant configuré de manière à effleurer la face intérieur FI21 de l’enveloppe externe, débouchant à l’intérieur d’une chambre de travail, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1 .
Alternativement ou en complément, lesdits moyens d’étanchéité peuvent comporter un joint d’étanchéité (non illustré) disposé au niveau du bord B81 de l’aile 81 , visible sur la figure 17, configuré de manière à effleurer la ceinture interne 32 du rotor 3, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1. Alternativement ou en complément, les moyens d’étanchéité peuvent comporter un joint d’étanchéité (non illustré) disposé au niveau de la paroi de chacune des fentes 34, ou de la paroi de chacun des capotages 35, configuré de manière à effleurer la paroi de la pale associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1 ;
Avantageusement, lesdits joints d’étanchéité desdits moyens d’étanchéité peuvent être en élastomère, plus ou moins élastique.
Avantageusement, lesdits joints d’étanchéité desdits moyens d’étanchéité peuvent porter un revêtement en matériau abradable (non illustré), pouvant être usé par frottement, permettant de garantir la fiabilité dudit dispositif rotatif 1 , lord de son fonctionnement, en cas de frottement entre les parties mobiles et les parties fixes dudit dispositif rotatif 1.
L’invention concerne encore l’utilisation du dispositif rotatif 1 selon l’un des modes de réalisation décrits précédemment en tant que turbomachine pour une ou plusieurs des applications prises dans le groupe :
- ventilation,
- aspiration,
- éolienne,
- hydrolienne,
- turbine hydraulique,
- pompage,
- propulsion,
- turbinage,
- turbinage-pompage, etc.
L’utilisation du dispositif rotatif 1 en tant que turbomachine pour de telles applications est particulièrement avantageuse afin de pouvoir réaliser des économies d’énergie pour une large plage de régimes, et notamment par rapport aux dispositifs rotatifs de l’état de la technique.
Naturellement, d’autres modes de réalisation auraient pu être envisagés par l’Homme du métier sans pour autant sortir du cadre de l’invention définie par les revendications ci-après. Liste des signes de référence
1 . Dispositif rotatif
A1. Axe de rotation principal
2. Stator
E2S. Extrémité supérieure E2I. Extrémité inférieure 21. Enveloppe externe FI21. Face intérieure FE21 . Face extérieure
3. Rotor
E3S. Extrémité supérieure E3I. Extrémité inférieure
31. Articulation
32. Ceinture interne
33. Carter
33I. Paroi inférieure 33S. Paroi supérieure 33L. Paroi latérale
34. Fente
35. Capotage
4. 5, 6, 7. Pale
A4, A5, A6, A7. Axe de rotation secondaire C4, C5, C6, C7. Chambre de travail
8. Came
81. Aile
82. Première paroi de guidage de l’aile
83. Deuxième paroi de guidage de l’aile
84. Extrémité longitudinale inférieure
85. Extrémité longitudinale supérieure
86. Sillon
87. Première paroi de guidage du sillon
88. Deuxième paroi de guidage du sillon
9. Suiveur de came
91. Echancrure
92. Première paroi de guidage de l’échancrure 93. Deuxième paroi de guidage de l’échancrure 94R. Elément de roulement 94P. Patin de glissement 95. Chanfrein 96. Saillie
97. Première paroi de guidage de la saillie
98. Deuxième paroi de guidage de la saillie 99R. Elément de roulement
86AM. Prolongement amont du sillon 86AV. Prolongement aval du sillon
B81 . Bord de l’aile
B47. Bord périphérique de la pale
JB47. Joint d’étanchéité du bord périphérique de la pale
J92. Joint d’étanchéité de la première paroi de guidage de l’échancrure
J93. Joint d’étanchéité de la deuxième paroi de guidage de l’échancrure

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif rotatif (1) convenant pour transformer l’énergie de l’écoulement d’un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et/ou une pression à partir d’une énergie mécanique de rotation, comprenant :
- un stator (2) ;
- un rotor (3) monté tournant par rapport au stator (2), suivant un axe de rotation principal (A1),
- une pluralité de pales (4, 5, 6, 7), réparties angulairement autour de l’axe de rotation principal (A1), lesdites pales étant montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires (A4, A5, A6, A7) contenus dans un même plan perpendiculaire à l’axe de rotation principal (A1), les axes de rotation secondaires étant tangents à un même cercle centré sur l’axe de rotation principal (A1),
- des moyens de synchronisation assurant la synchronisation des mouvements continus de rotation des pales (4, 5, 6, 7), avec le mouvement continu de rotation du rotor (3) autour de l’axe de rotation principal (A1), de sorte que lorsque le rotor (3) fait un nombre entier de M tour(s) complet(s) autour de l’axe de rotation principal (A1), chaque pale (4, 5, 6, 7) effectue un nombre entier de N tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation secondaire (A4, A5, A6, A7), caractérisé en ce que les moyens de synchronisation sont un système de came/suiveur de came (8, 9) comprenant au moins une came (8) et un suiveur de came (9) et en ce que :
- selon une première possibilité, ladite au moins une came (8) est solidaire du stator (2) et ledit suiveur de came (9) est solidaire de chacune des pales (4, 5, 6, 7) dans le cas où le rotor (3) embarque ladite pluralité de pales (4, 5, 6, 7),
- selon une seconde possibilité ladite au moins une came (8) est solidaire du rotor et ledit suiveur de came (9) est solidaire de chacune des pales (4, 5, 6, 7) dans le cas où le stator embarque ladite pluralité de pales (4, 5, 6, 7).
[Revendication 2] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 1 , dans lequel le stator (2) selon la première possibilité, alternativement le rotor selon la seconde possibilité, comprend une enveloppe externe (21) d’axe confondu avec l’axe de rotation principal (A1), entourant l’ensemble des pales, ladite enveloppe externe présentant une face intérieure (FI21) et une face extérieure (FE21), et dans lequel le système de came/suiveur de came (8, 9) comprend :
- au moins une came (8) solidaire de l’enveloppe externe (21), en particulier de sa face intérieure (FI21),
- au moins un suiveur de came (9) solidaire de chacune des pales (4, 5, 6, 7).
[Revendication 3] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 2, dans lequel la au moins une came (8) comporte une aile (81) faisant saillie depuis ladite face intérieure (FI21) de l’enveloppe externe (21), définissant deux parois de guidage (82, 83) : une première paroi de guidage (82) et une deuxième paroi de guidage (83), et le au moins un suiveur de came (9) comporte une échancrure (91) ménagée dans la pale (4, 5, 6, 7), définissant également deux parois de guidage (92, 93) : une première paroi de guidage (92) et une deuxième paroi de guidage (93), ladite aile (81) et ladite échancrure (91) étant configurées de sorte à ce que ladite échancrure (91) reçoive intérieurement ladite aile (81), avec la première paroi de guidage (82) de l’aile (81) en vis-à-vis de la première paroi de guidage (92) de l’échancrure (91), et la deuxième paroi de guidage (83) de l’aile (81) en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage (93) de l’échancrure (91), en autorisant le coulissement de l’aile (81) par rapport à l’échancrure (91), lors de la rotation du rotor (3) par rapport au stator (2) autour de l’axe de rotation principal (A1).
[Revendication 4] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 3, dans lequel ladite aile (81) est de section transversale de forme sensiblement triangulaire et ladite échancrure (91) est de forme sensiblement triangulaire.
[Revendication 5] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le stator (2) et le rotor (3) présentent chacun une extrémité inférieure (E2I, E3I) et une extrémité supérieure (E2S, E3S), l’axe de rotation principal (A1) du rotor (3) étant monté sur le stator (2) par l’intermédiaire de deux articulations (31) positionnées chacune au niveau d’une extrémité du stator (2) : l’extrémité inférieure (E2I), respectivement supérieure (E2S), et dans lequel ladite aile (81) décrit une hélice, autour de l’axe de rotation principal (A1), ladite aile (81) présentant deux extrémités longitudinales (84, 85), une extrémité longitudinale inférieure (84), saillante depuis l’extrémité inférieure (E2I) vers l’extrémité supérieure (E2S) du stator (2) et étant orientée sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal (A1), et une extrémité longitudinale supérieure (85), saillante depuis l’extrémité supérieure (E2S) vers l’extrémité inférieure (E2I) du stator (2) et orientée également sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal (A1).
[Revendication 6] Dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel lesdites pales (4, 5, 6, 7), sensiblement identiques, tournent dans le même sens et balaient toutes un même volume par référence au stator (2), ledit dispositif rotatif (1) comprenant plusieurs chambres de travail (C4, C5, C6, C7) pour les pales (4, 5, 6, 7), le volume interne de chaque chambre de travail (C4, C5, C6, C7) étant balayé par les pales (4, 5, 6, 7), chaque chambre de travail (C4, C5, C6, C7) présentant une entrée de fluide et une sortie de fluide, respectivement aux deux extrémités de la chambre de travail, et par lesquelles entrent et sortent les pales (4, 5, 6, 7), le volume interne desdites chambres de travail étant défini au moins par un inter-espace défini entre:
- ladite enveloppe externe (21) solidaire du stator (2),
- une ceinture interne (32), solidaire du rotor (3), et dans lequel ledit système de came/suiveur de came présente plusieurs ailes (81), lesdites ailes (81) divisant l’inter-espace défini entre ladite enveloppe externe (21) et la ceinture interne (32) en lesdites plusieurs chambres de travail (C4, C5, C6, C7), distinctes et juxtaposées, simultanément balayées, chacune par au moins une partie d’au moins une pale (4, 5, 6, 7), lesdites pales (4, 5, 6 ,7) présentant chacune un nombre d’échancrures (91) supérieur ou égal au nombre d’ailes (81), lesdites ailes (81) étant réparties autour de l’axe de rotation principal (A1) sur 360° avec des zones de recouvrement entre ailes (81) de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale (4, 5, 6, 7), quelle que soit la position du rotor (3) par rapport au stator (2), au moins une aile (81), de l’une des cames (8), engagée dans une échancrure (91) de l’un des suiveurs de came (9) de la pale (4, 5, 6, 7).
[Revendication 7] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 6, dans lequel ledit système de came/suiveur de came (8, 9) présente quatre ailes (81), chaque aile (81) décrivant une hélice autour de l’axe de rotation principal (A1), s’étendant sensiblement à 180° autour de l’axe de rotation principal (A1), lesdites hélices étant décalées angulairement d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal (A1), de sorte que les extrémités longitudinales supérieures (85) de deux ailes (81) successives soient décalées d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal (A1), les quatre ailes (81) divisant l’inter-espace entre l’enveloppe externe (21) et la ceinture interne (32) en quatre chambres de travail (C4, C5, C6, C7) distinctes et juxtaposées autour dudit axe de rotation principal (A1), et dans lequel, ledit dispositif rotatif (1) comprend au moins quatre pales (4, 5, 6, 7), réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation principal (A1), chaque pale (4, 5, 6, 7) se présentant sous la forme d’un disque centré sur l’axe de rotation secondaire (A4, A5, A6, A7) associé, chaque pale (4, 5, 6, 7) présentant quatre échancrures (91), réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation secondaire (A4, A5, A6, A7) de la pale (4, 5, 6, 7), et s’étendant selon une direction radiale de la pale (4, 5, 6, 7), divisant la pale en quatre secteurs, les quatre secteurs de la pale (4, 5, 6, 7) balayant respectivement les quatre chambres de travail (C4, C5, C6, C7) lors d’un tour complet du rotor (3) par rapport au stator (2) autour de l’axe de rotation principal (A1).
[Revendication 8] Dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 3 à 7, comportant en plus des moyens d’écartement, configurés de sorte à maintenir un jeu entre la première paroi de guidage (82) de ladite aile (81) et la première paroi de guidage (92) de ladite échancrure (91), ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage (83) de ladite aile (81) et la deuxième paroi de guidage (93) de ladite échancrure (91), lors de la rotation dudit rotor (3) autour de l’axe de rotation principal (A1) et de la rotation desdites pales (4, 5, 6, 7) autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs (A4, A5, A6, A7).
[Revendication 9] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens d’écartement comportent au moins un élément de roulement (94R) disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage (92, 93) de l’échancrure (91) du suiveur de came (9), configuré pour rouler sur une paroi de guidage (82, 83) de l’aile (81) de la came (8).
[Revendication 10] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel lesdits moyens d’écartement comportent au moins un patin de glissement (94P) dans un matériau à plus faible coefficient de frottement avec le matériau de l’aile (81) de la came (8) que le coefficient de frottement entre le matériau du corps de la pale (4, 5, 6, 7) et le matériau de l’aile (81) de la came (8), tel que le TEFLON®, ledit patin de glissement étant disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage (92, 93) de l’échancrure (91) du suiveur de came (9), et étant configuré pour glisser sur une paroi de guidage (82, 83) de l’aile (81) de la came (8).
[Revendication 11] Dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel lesdits moyens d’écartement comportent :
- une pluralité de sillons (86), chaque sillon (86) étant ménagé sur ladite enveloppe externe (21) débouchant sur une chambre de travail (C4, C5, C6, C7) au niveau de la face intérieure (FI21) de l’enveloppe externe (21), chaque sillon
(86) , définissant deux parois de guidage (87, 88) : une première paroi de guidage
(87) et une deuxième paroi de guidage (88),
- une pluralité de saillies (96), chacune solidaire d’une pale (4, 5 ,6 ,7), chaque saillie (96) définissant également deux parois de guidage (97, 98) : une première paroi de guidage (97) et une deuxième paroi de guidage (98), dans lequel chacun desdits sillons (86) et chacune desdites saillies (96) sont configurés de sorte que chaque sillon (86) reçoive intérieurement une saillie (96), avec la première paroi de guidage (87) dudit sillon (86) en vis-à-vis de la première paroi de guidage (97) de ladite saillie (96), et la deuxième paroi de guidage (88) dudit sillon (86) en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage (98) de ladite saillie (96), en autorisant le coulissement de la saillie (96) par rapport au sillon (86), lors de la rotation du rotor (3) par rapport au stator (2) autour de l’axe de rotation principal (A1) et de la rotation des pales (4, 5, 6, 7) autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs (A4, A5, A6, A7), et dans lequel chaque sillon (86) décrit sur la face intérieure (FI21) de l’enveloppe externe (21) une hélice autour de l’axe de rotation principal (A1) entre l’ouverture d’entrée d’une chambre de travail (C4, C5, C6, C7) et son ouverture de sortie, lesdits sillons (86) étant répartis autour de l’axe de rotation principal (A1) sur 360° avec des zones de recouvrement entre sillons (86) de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale (4, 5, 6, 7), quelle que soit la position du rotor (3) par rapport au stator (2), au moins une saillie (96) solidaire de la pale (4, 5, 6, 7) engagée dans un sillon (86). [Revendication 12] Dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 1 à 11 , dans lequel le rotor (3) selon la première possibilité, le stator selon la seconde possibilité, comporte un carter (33), présentant une paroi supérieure (33S), une paroi inférieure (33I) et une paroi latérale (33L) s’étendant entre la paroi supérieure (33S) et la paroi inférieure (33I), l’axe de rotation principal (A1) s’étendant entre ladite paroi supérieure (33S) et ladite paroi inférieure (33I) du carter (33), ledit carter (33) présentant une pluralité de fentes (34) ménagées dans la paroi latérale (33L) du carter (33), et parallèles à l’axe de rotation principal (A1), chaque pale (4, 5, 6, 7) étant positionnée au niveau d’une fente (34), de sorte que la partie de ladite pale (4, 5, 6, 7) saillante vers l’axe de rotation principal (A1) est positionnée à l’intérieur du carter (33), tandis que le reste de la pale (4, 5, 6, 7) est positionné à l’extérieur du carter (33).
[Revendication 13] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 12, dans lequel, au niveau de chaque fente (34) du carter (33), un capotage (35) est prévu, positionné à l’intérieur dudit carter (33) et recevant intérieurement ladite pale (4, 5, 6, 7) positionnée au niveau de ladite fente (34), le capotage (35) s’étendant sur tout le pourtour de la fente (34), et étant configuré de sorte à assurer l’étanchéité au fluide entre l’intérieur et l’extérieur du carter (33) au niveau de ladite fente (34).
[Revendication 14] Utilisation du dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 1 à 13 en tant que turbomachine pour une ou plusieurs des applications prises dans le groupe suivant :
- ventilation,
- aspiration,
- éolienne,
- hydrolienne,
- turbine hydraulique,
- pompage,
- propulsion,
- turbinage,
- turbinage-pompage.
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