WO2024008511A1 - Dispositif générateur de flux fluidique à membrane multi-directionnel - Google Patents

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WO2024008511A1 PCT/EP2023/067435 EP2023067435W WO2024008511A1 WO 2024008511 A1 WO2024008511 A1 WO 2024008511A1 EP 2023067435 W EP2023067435 W EP 2023067435W WO 2024008511 A1 WO2024008511 A1 WO 2024008511A1
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Axel DUVAL
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GUILLEMIN, Harold
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Abstract

L'invention porte sur un dispositif générateur de flux fluidique (100) agencé pour déplacer un fluide selon une direction de déplacement (D), caractérisé en ce qu'il comprend : - un bâti (1), - au moins une membrane (11, 41a, 41b, 51, 61, 71, 81a, 81b, 91a, 91b, 91c, 101, 111a, 111b, 121, 131, 141, 151a, 151b, 171, 181, 191, 201) agencée pour mettre en mouvement le fluide, - au moins un actionneur (10) mettant en mouvement l'au moins une membrane ou étant actionné par le mouvement de l'au moins une membrane, - le dispositif comprenant en outre au moins un système de pivotement de l'au moins une membrane au regard du bâti de manière à modifier la direction et/ou le sens de déplacement du fluide.

Description

DISPOSITIF GÉNÉRATEUR DE FLUX FLUIDIQUE À MEMBRANE MULTI-DIRECTIONNEL
La présente invention concerne un actionneur à membrane. La présente invention concerne en particulier un dispositif générateur de flux fluidique, de préférence hydraulique, par exemple un propulseur hydraulique, de préférence destiné aux embarcations ou aux bateaux, par exemple du type hord-bord, embarqué, dit in-board, pod, foil propulsif à incidence variable, une pompe, un ventilateur, un compresseur, un mélangeur, ou un hydrogénérateur.
L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de propulsion hydraulique comprenant un moteur proposant un mouvement de rotation ou de translation et au moins une membrane 2D ou 3D, du type plan ou planaire, du type cylindrique par exemple discoïdale ou ovoïde, du type polygonal par exemple rectangulaire ou trapézoïdale, et/ou au moins une membrane 3D du type tubulaire. L’au moins une membrane ou la paroi de l’au moins une membrane peut présenter une épaisseur constante ou variable le long de l’au moins une membrane ou le long de la paroi de l’au moins une membrane. L’invention concerne en particulier un système de pivotement d’au moins une membrane.
Il est connu des dispositifs générateurs de flux fluidique, en particulier des dispositifs générateurs de flux hydraulique ou aéraulique.
Cependant, il est ainsi désireux de proposer une solution simple, économique, écologique, permettant un réglage de la direction et/ou du sens de déplacement ou d’écoulement du fluide tout en permettant un réglage de la puissance et/ou du débit et/ou de la pression, et offrant un encombrement réduit.
OBJET DE L’INVENTION
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif générateur de flux fluidique agencé pour déplacer un fluide selon une direction de déplacement, par exemple du dispositif ou du fluide, le dispositif comprenant :
- un bâti,
- au moins une membrane agencée pour mettre en mouvement le fluide,
- au moins un actionneur mettant en mouvement l’au moins une membrane ou étant actionné par le mouvement de l’au moins une membrane,
- l’au moins un actionneur réalise un mouvement rotatif ou linéaire,
- le dispositif comprenant en outre au moins un système de pivotement de l’au moins une membrane au regard du bâti de manière à modifier la direction et/ou le sens de déplacement du fluide.
Le dispositif générateur de flux fluidique selon l’invention a pour avantages de proposer une variation de la direction de déplacement du fluide et/ou une variation du sens de déplacement ou d’écoulement du liquide ou d’une embarcation dans le cas d’un dispositif du type propulseur hydraulique, tout en offrant un encombrement réduit, et de permettre un mouvement de va et vient à haute fréquence. Cet agencement permet en outre de proposer un dispositif générateur de flux fluidique offrant un faible coût de fabrication et de maintenance.
Pour ce qui précède et/ou pour la suite de la description, on entend par :
- membrane, une pièce comprenant au moins une partie souple ou flexible ou déformable agencée pour réaliser une ondulation ;
- flasque, une paroi en vis-à-vis d’une membrane. Chaque flasque coopère avec au moins une membrane afin de mettre en pression localement le fluide en présence afin de produire localement une augmentation de débit et/ou pression par rapport au milieu environnant.
De préférence le fluide mis en mouvement est de l’air ou un liquide, de préférence de l’eau.
De préférence, le dispositif comprend au moins un flasque et l’au moins une membrane est disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque et agencée pour mettre en mouvement le fluide, ou étant en mouvement du fait du fluide.
De préférence, le dispositif comprend deux membranes, chaque membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque et agencée pour mettre en mouvement le fluide.
De préférence, chaque flasque s’étend sensiblement parallèlement à la surface de la membrane en vis-à-vis. Selon un mode de réalisation, chaque flasque est disposé à une extrémité longitudinale du bâti ou de l’actionneur. De manière combinée ou alternative, chaque flasque est positionnée transversalement par rapport à une direction longitudinale du dispositif ou la direction de déplacement ou correspondant à l’écoulement du flux fluidique, en particulier hydraulique. De manière combinée ou alternative, chaque flasque est positionnée parallèlement par rapport à une direction longitudinale du dispositif ou la direction de déplacement ou correspondant à l’écoulement du flux fluidique, en particulier hydraulique.
Chaque flasque peut être rigide, ou souple possédant une certaine élasticité. De préférence, chaque flasque présente une rigidité supérieure, ou une capacité à se plier ou se déformer de manière élastique inférieure, par rapport à l’au moins une membrane. Il peut présenter diverses formes, par exemple rectangulaire, triangulaire, trapézoïdale, cylindrique, circulaire, elliptique, discoïdale, tubulaire. Il peut comprendre des creux, des aspérités ou des lèvres permettant une montée en pression. Chaque flasque est composé ou est constitué d’un ou plusieurs matériaux spécifiques, par exemple du marins, alimentaires, biocompatibles, ou hydrocarbures. Par exemple, le flasque comprend l’un ou plusieurs des matériaux suivants : PBT, ASA, ABS, PVC, PTFE, PEEK, PA, PET, PE, Aluminium, Inox, élastomère.
Selon un mode de réalisation particulier, un flasque peut être un élément de coque de véhicule nautique, par exemple un élément de coque d’un bateau.
De préférence, l’au moins un flasque peut être aussi convergent et divergent (se rapprocher ou s’éloigner du flasque) pour augmenter la pression au détriment du débit, et inversement.
Selon un mode de réalisation, l’au moins un flasque peut présenter la forme d’une aile d’avion, en particulier en combinaison avec au moins une membrane de forme polygonale et de section planaire.
De préférence, chaque membrane peut présenter diverses formes, par exemple polygonale, rectangulaire, triangulaire, trapézoïdale, cylindrique, circulaire, elliptique, discoïdale, tubulaire. Selon des variantes de réalisation, l’au moins une membrane peut présenter une circonférence avec au moins une portion droite et au moins une portion curviligne.
Chaque membrane est composée ou est constituée d’un ou plusieurs matériaux spécifiques, par exemple du marins, alimentaires, biocompatibles, ou hydrocarbures. Par exemple, chaque membrane comprend l’un ou plusieurs des matériaux suivants : élastomère, caoutchouc, polyuréthane, TPU, EPDM, silicone, PTFE, nitrile, ou même plastiques, ou métalliques.
De préférence, le dispositif peut comprendre plusieurs membranes. Cette caractéristique permet d’augmenter la poussée ou la vitesse générées par le dispositif sans pour autant augmenter les dimensions de ce dispositif. Dans le cas où ces membranes fonctionnent en opposition de phase, cela permet également de contrer les balourds.
Chaque membrane est agencée pour être déplacée en translation de manière rectiligne et alternative. Chaque membrane est prévue pour osciller ou onduler avec une fréquence et une amplitude prédéterminées. Selon un mode de réalisation, l’au moins une membrane est mise en mouvement par au moins un élément relié à une extrémité de l’au moins une membrane. Selon un autre mode de réalisation, l’au moins une membrane est mise en mouvement par au moins un élément relié à un bord périphérique de l’au moins une membrane. Selon encore un autre mode de réalisation, l’au moins une membrane est mise en mouvement par au moins un élément relié à une surface périphérique intérieure de l’au moins une membrane, l’au moins une membrane étant du type cylindrique ou polygonale présentant une surface périphérique fermée.
Selon un mode de réalisation, l’au moins une membrane s’étend sensiblement parallèlement à la direction de déplacement du dispositif ou du fluide. Selon un autre mode de réalisation, l’au moins une membrane s’étend transversalement à la direction de déplacement du dispositif ou du fluide. Selon le montage, les réglages et l’utilisation du dispositif, la position de l’au moins une membrane peut varier de quelques degrés.
De préférence, la fréquence d’ondulation de l’au moins une membrane est supérieure à 0 hertz et inférieure à 1000 hertz, de préférence supérieure à 0 hertz et inférieure à 200 hertz. Selon un mode de réalisation, l’amplitude d’ondulation crête-crête d’une membrane est inférieure à la moitié de la longueur (longitudinale ou diamètre) de cette membrane, et de préférence, inférieure à un cinquième de la longueur de cette membrane. Par exemple, il est avantageux de sélectionner une fréquence d’ondulation sensiblement égale, à quelques hertz près, à une fréquence propre ou à une fréquence de battement de la membrane ou d’un actionneur afin de transmettre une puissance optimale au fluide lors de son déplacement dans le dispositif, ou de réduire les vibrations produites lorsque celui-ci est en fonctionnement.
Lorsqu’au moins une membrane, disposée en vis-à-vis d’au moins un flasque, est mise en oscillation ou en ondulation par au moins un actionneur, une onde progressive est produite et se propage le long de ladite membrane. Cette onde progressive provoque alors un déplacement du volume de fluide situé entre ladite membrane et l’au moins un flasque, avec une vitesse et une direction sensiblement identiques à celles de l'onde se propageant à travers la membrane. L’au moins un flasque permet d’accroître le différentiel de pression créé par l’ondulation de la membrane, pour générer la propulsion.
Selon une première famille de modes de réalisation, l’au moins une membrane s’étend parallèlement à la direction de déplacement du dispositif ou du fluide. L’au moins une membrane peut être un élément surfacique, par exemple une nappe ou une paroi souple ou flexible. De préférence, l’au moins une membrane est actionnée à ou par une de ses extrémités de manière à provoquer une ondulation se propageant le long de sa direction longitudinale jusqu’à l’extrémité opposée. En fonctionnement, l’extrémité de l’au moins une membrane est actionnée et mis en mouvement selon une translation rectiligne alternée de manière à initier une ondulation de l’au moins une membrane. De préférence, ladite mise en ondulation comprend un mouvement d’au moins une extrémité de la membrane par au moins un actionneur. De manière préférentielle, l’au moins une membrane présente une forme générale rectangulaire ou trapézoïdale. De préférence, l’au moins une membrane comprend au moins une membrane polygonale, de préférence rectangulaire, ou triangulaire ou trapézoïdale, ou quadrilatère ou parallélogramme, ou trapèze, ou en forme de nageoire de poisson. De préférence, une ou plusieurs extrémités ou angles présentent une forme pointue ou arrondie, ou angles vifs.
De préférence, l’au moins une membrane présente un bord amont et un bord aval. Selon un mode de réalisation, le nombre de longueurs d’onde entre le bord amont et le bord aval est inférieur à cinq ondulations. Par exemple, le nombre de longueurs d’onde est inférieur à une ondulation dans le cas de membranes raides permettant des puissances hydrauliques plus élevées que celles de membranes souples.
De préférence, si le dispositif comprend plusieurs membranes, celles-ci peuvent être superposées et espacés. Selon une variante de réalisation, le dispositif comprend deux flasques espacés l’un de l’autre et les deux membranes sont disposées entre les deux flasques.
Selon un mode de réalisation, l’au moins un flasque est disposé sensiblement horizontalement et sa longueur longitudinale est sensiblement parallèle à la direction de déplacement en fonctionnement du dispositif. Selon un autre mode de réalisation, l’au moins un flasque est disposé sensiblement verticalement et sa longueur longitudinale est sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du dispositif ou du fluide en fonctionnement du dispositif.
Selon une deuxième famille de modes de réalisation, l’au moins une membrane comprend au moins une membrane s’étendant transversalement par rapport à la direction de déplacement du dispositif ou du fluide. L’au moins une membrane peut être un élément surfacique, par exemple une nappe ou une paroi souple. Selon un mode de réalisation, l’au moins une membrane présente une face extérieure orientée vers l’extérieur du dispositif. De préférence, l’au moins une membrane est actionnée via ou par le bord périphérique extérieure de ladite membrane de manière à provoquer une ondulation se propageant de l’extérieur vers l’intérieur de ladite membrane. Selon un mode de réalisation, l’au moins une membrane comprend au moins une membrane présentant une forme cylindrique, de préférence discoïdale ou ovoïde. De manière préférentielle, l’au moins une membrane comprend une ouverture centrale. De préférence, l’au moins une membrane comprend au moins une membrane discoïdale.
De préférence l’au moins une membrane s’étendant transversalement est disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque. De préférence, l’au moins une membrane présente une face extérieure orientée vers l’extérieur du dispositif. Avantageusement, le dispositif peut comprendre au moins deux membranes espacées et préférentiellement disposées de manière coaxiale.
Selon une troisième famille de modes de réalisation, l’au moins une membrane comprend une membrane tubulaire s’étendant parallèlement à la direction de déplacement du dispositif ou du fluide. De préférence, l’au moins une membrane comprend une membrane tubulaire dont l’axe longitudinal s’étendant parallèlement selon la direction longitudinale du dispositif ou de l’au moins actionneur lorsqu’ils sont majoritairement immergés en fonctionnement. De préférence, l’au moins une membrane est actionnée via la surface interne ou externe et via une extrémité de ladite membrane de manière à provoquer une ondulation se propageant le long de sa direction longitudinale jusqu’à l’extrémité opposée. L’actionnement de la membrane est réalisé dans une direction linéaire et radiale.
L’au moins un actionneur réalise un mouvement rotatif ou linéaire. Selon un type de réalisation, l’au moins un actionneur est au moins un actionneur rotatif pouvant fonctionner en mode moteur et/ou en mode générateur. Selon un type de réalisation, l’au moins un actionneur est au moins un actionneur linéaire pouvant fonctionner en mode moteur et/ou en mode générateur.
Selon n’importe quel mode de réalisation de la membrane, l’au moins un actionneur est choisi parmi la liste d’actionneurs suivante : une turbine, ou un moteur thermique, de préférence à piston, ou un moteur électrique, ou un moteur mécanique, ou une combinaison de ceux-ci de manière à réaliser un mouvement rotatif ou linéaire. L’au moins un actionneur comprend un actionneur rotatif et/ou un actionneur proposant un mouvement de translation.
Par exemple :
- la turbine est du type à gaz ou combustion,
- le moteur thermique est du type à combustion interne,
- le moteur électrique est du type électromagnétique ou piézoélectrique, par exemple un moteur couple ou un moteur linéaire,
- le moteur mécanique est du type manuel, par exemple un pédalier.
Selon n’importe quel mode de réalisation de la membrane et/ou selon n’importe quel mode de réalisation de l’au moins un actionneur est du type rotatif, le dispositif générateur de flux fluidique peut comprendre un système de conversion mécanique rotatif/linéaire disposé entre l’au moins un actionneur et l’au moins une membrane.
Par exemple, l’au moins un système de conversion est choisi parmi la liste de systèmes suivante : un système bielle/manivelle, ou un système à vilebrequin, ou un système coulisse/manivelle, ou un système bielle couplée à une chaine ou une courroie, ou un système à came(s), par exemple un système arbre à came(s), ou un système pignon/crémaillère(s) ou un système roue et vis sans fin, ou un système à couronne et pignons satellites ou une combinaison de ceux-ci.
Selon n’importe quel mode de réalisation de la membrane et/ou selon n’importe quel mode de réalisation de l’au moins un actionneur du type linéaire ou proposant un mouvement de translation alternatif, ledit actionneur est relié à l’au moins une membrane, sans conversion de mouvement.
Selon des variantes de réalisation, le dispositif peut comprendre en outre un système de déport, par exemple axial et/ou longitudinal, entre l’au moins un actionneur et l’au moins une membrane. De préférence, le système de déport est disposé entre l’au moins un actionneur et l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire. Selon un autre mode de réalisation, le système de déport est disposé entre l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire et l’au moins une membrane. Par exemple, le système de déport peut comprendre une chaîne, ou un arbre, ou au moins une roue dentée, ou un renvoi d’angle par exemple engrenages, en particulier coniques, ou pivot, engrenage et crémaillères non-parallèles, ou cardan, ou une combinaison de ceux-ci. Le système de déport permet d’espacer l’au moins un actionneur de l’au moins une membrane.
Un ou plusieurs systèmes de déport apportent plusieurs avantages :
- déporter l’actionneur hors du milieu fluidique, en particulier hors d’eau dans le cas d’un propulseur nautique, réduisant ainsi les contraintes d’étanchéité liées à l’actionneur,
- réduire l’encombrement autour de l’au moins un flasque et de l’au moins une membrane,
- réduire la résistance à l’eau et/ou à l’air,
- faciliter l’assemblage ou la maintenance du système.
De préférence, le dispositif générateur de flux comprend en outre des moyens d’étanchéité reliés à l’au moins un actionneur et/ou à l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire et/ou à l’au moins une membrane. Le dispositif comprend des moyens d’étanchéité, par exemple autour de l’arbre de rotation de chaque actionneur, et/ou autour de chaque arbre de déport, et/ou autour des tiges d’actionnement ou de poussée. Les moyens d’étanchéité sont choisis par la liste de moyens suivants : joint racleur, joint buffer, joint simple effet, joint double effet, joint à lèvre(s) (ou joint spi), joint à ressort, joint torique, soufflet, ou une combinaison de ceux-ci. Selon un mode de réalisation, les moyens d’étanchéité se situent en vis-à-vis ou juste avant l’au moins une membrane, pour étancher tout le système mécanique.
Selon d’autres variantes de réalisation, le dispositif comprend en outre au moins un système de réduction ou de multiplication de la vitesse de rotation ou de la force de l’au moins un actionneur et/ou de l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire, et/ou au moins un système de réduction ou de multiplication de la fréquence d’oscillation de l’au moins une membrane. De préférence, le dispositif comprend en outre au moins un système de réduction ou de multiplication de la vitesse de rotation ou de la force d’un arbre. Par exemple, l’au moins un système de réduction est raccordé à l’arbre de rotation de l’au moins un actionneur, ledit système comprenant au moins une roue dentée. Ce système de réduction peut être disposé entre l’au moins un actionneur et l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire. Selon un mode de réalisation, le système de réduction peut être disposé en amont et en aval de l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire.
Selon différents modes de réalisation pouvant être combinables :
- le système de réduction peut être rotatif ou linéaire,
- le système de réduction peut être directement incorporé dans un système de conversion du mouvement rotatif vers linéaire,
- le système de réduction peut aussi être incorporé dans un système de renvoi d’angle.
De préférence, le système de réduction est choisi parmi la liste de système de réduction suivant : un ensemble de roues et/ou couronnes dentées formant un train d’engrenages, par exemple un train épicycloïdal, un réducteur planétaire, un ensemble de roues dentées et de crémaillères, ou une combinaison de ceux-ci.
De préférence, le dispositif comprend au moins un renvoi d’angle, pouvant être choisi parmi la liste de renvois suivants : des roues dentées coniques, un ensemble de roues dentées et de crémaillères, lesdites crémaillères étant disposés de manière non parallèle l’une par rapport à l’autre, un assemblage de type cardan, ou une combinaison de ceux-ci.
Selon encore d’autres variantes optionnelles pouvant aussi être combinables avec les modes de réalisation précédents, le dispositif peut comprendre en outre un système de réglage de course de l’actionnement linéaire de l’au moins une membrane. Cette caractéristique permet en particulier de régler l’amplitude et la fréquence d’oscillation de l’au moins une membrane.
Par exemple, le système de réglage de course est choisi parmi la liste de systèmes suivant : une vis sans fin, un ressort, un pivot, ou un vérin, par exemple pneumatique ou hydraulique, ou une roue ou une poulie dont la périphérie peut s’étendre radialement, ou une combinaison de ceux-ci.
De préférence, cette caractéristique permet de régler l’amplitude dépendamment ou indépendamment de la fréquence d’actionnement en fonctionnement ou non.
Ces différents systèmes permettent, dans le cas d’un système de conversion mécanique du type bielle/manivelle, de modifier la position du point d’accroche de la bielle sur la manivelle de telle sorte à augmenter ou réduire la distance entre le centre de rotation de la manivelle et l’accroche de la bielle.
Il est possible d’utiliser les mêmes principes pour les systèmes bielles-chaines/courroies, coulisseaux-manivelles.
Pour les systèmes arbre à came(s), un système permettant d’agrandir ou diminuer la taille des cames par l’intermédiaire des tiges faisant saillie, par exemple radialement.
De préférence, tous les systèmes actionneurs, systèmes de conversion mécanique rotatif/linéaire, systèmes de déport, systèmes de réduction ou de multiplication de la vitesse de rotation ou de la force d’un arbre, systèmes de réglage de course, systèmes de renvoi d’angle sont combinables entre eux et combinables avec tous les types de membranes et toutes les formes de flasques.
Selon un mode réalisation, le dispositif comprend au moins deux systèmes de conversion et au moins deux membranes, les systèmes étant agencés pour faire onduler les membranes en phase, en déphasé, ou en opposition de phase. Selon une variante de réalisation, le dispositif comprend au moins un système de conversion présentant deux accroches, chacune agencée pour relier au moins une membrane.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un ou plusieurs actionneur(s), au moins deux membranes, au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire, chaque système étant relié à une membrane, les systèmes étant agencés pour faire onduler les membranes en phase, ou en déphasé, ou en opposition de phase. De préférence, le dispositif comprend au moins deux systèmes de conversion mécanique rotatif/linéaire. Selon une variante de réalisation, le dispositif comprend un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprenant deux sous-éléments de système de conversion, chaque sous-élément étant une partie d’un système de conversion. Par exemple, le système de conversion mécanique est un système bielle/manivelle comprenant un arbre vilebrequin comprenant au moins deux manivelles et deux bielles, chaque bielle étant agencée pour mettre en mouvement une seule des deux membranes.
Selon un mode de réalisation particulier, au moins deux membranes ondulent, grâce à au moins un actionneur, avec un déphasage d’un angle choisi parmi un groupe comprenant : un angle sensiblement égal à 0°, un angle sensiblement égal à 90°, un angle sensiblement égal à 180°, un angle sensiblement égal à 270°, et un angle sensiblement égal à 360° divisé par le nombre de membranes dans ladite chambre. Par exemple, un angle de déphasage sensiblement égal à un autre est un angle dont la valeur est égale à la valeur de cet autre angle avec une précision de plus ou moins 10°, et de préférence, avec une précision de plus ou moins 5°. Deux membranes qui ondulent avec un déphasage d’un angle sensiblement égal à 180°, sont dites comme ondulant en opposition de phase. Lorsque deux membranes ondulent en opposition de phase, ceci permet de fournir une poussée plus importante, et de compenser les balourds dus aux déplacements de masses de liquide par ces membranes, et aux masses des pièces mobiles du ou des actionneurs, puisque la première membrane ondule dans une première direction et la deuxième membrane ondule dans une deuxième direction, opposée à la première direction.
Par ailleurs, un fonctionnement en opposition de phase permet de produire une occlusion entre les membranes, ce qui permet d’augmenter les performances du dispositif.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend un seul actionneur, au moins deux membranes et dans lequel l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprend au moins deux systèmes bielle/manivelle, ou systèmes à came(s). De préférence, les au moins deux membranes sont du type rectangulaire ou discoïdale.
Selon une variante de réalisation, l’actionneur est un actionneur électrique, de préférence un moteur électrique, de manière préférentielle un moteur à rotor central ou un moteur à rotor périphérique comme un moteur couple. Le dispositif comprend un arbre de type vilebrequin relié à l’arbre de rotation de l’actionneur. L’arbre de type vilebrequin comprend au moins deux manivelles, Chaque manivelle étant reliée à une bielle de manière à réaliser les au moins deux systèmes bielle/manivelle. De préférence, le dispositif comprend au moins deux tiges d’actionnement ou de poussée, chaque tige reliant une extrémité de bielle à une membrane.
Selon un mode de réalisation, le dispositif dans lequel l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprend au moins un système bielle/manivelle, au moins une tige de poussée, chaque bielle étant reliée à une tige de poussée, chaque tige de poussée étant relié à l’au moins une membrane s’étendant parallèlement à la direction de déplacement, ou étant relié à l’au moins une membrane s’étendant transversalement à la direction de déplacement. Ce mode de réalisation permet en particulier de réduire le nombre de pièces du dispositif. De préférence, l’au moins un actionneur est un moteur thermique, de manière préférentielle comprenant un système bielle/manivelle/piston.
Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins un arbre de déport longitudinal, chaque arbre de déport étant relié à un arbre de rotation d’un actionneur via une extrémité proximale de l’arbre de déport, dispositif dans lequel l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprend au moins un système bielle/manivelle ou un système coulisse/manivelle ou un système à came(s) ou un système à vilebrequin, ou un système à couronne et pignons satellites, l’au moins une membrane s’étendant transversalement au sens de déplacement, chaque système bielle/manivelle ou système coulisse/manivelle ou système à came(s) ou système à vilebrequin ou un système à couronne et pignons satellites étant relié d’une part à un arbre de déport, ou de préférence via une extrémité distale de l’arbre de déport, et d’autre part à une membrane. De préférence, l’au moins une membrane est une membrane discoïdale. Ce mode de réalisation permet par exemple de réaliser un propulseur hydraulique présentant un moteur déporté, prévu pour être disposé en dehors de l’eau en fonctionnement.
Selon une variante de réalisation, le dispositif comprend au moins un actionneur, au moins un arbre de déport longitudinal, chaque arbre de déport étant relié à un arbre de rotation d’un actionneur via une extrémité proximale de l’arbre de déport, dispositif dans lequel : l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprend au moins un système bielle/manivelle ou un système coulisse/manivelle, ou un système à came(s) ou un système à vilebrequin, au moins une membrane s’étendant parallèlement au sens de déplacement, chaque système bielle/manivelle ou système coulisse/manivelle ou système à came(s) ou système à vilebrequin étant relié d’une part à un arbre de déport via une extrémité distale de l’arbre de déport et d’autre part à une membrane.
Selon encore un autre mode de réalisation, le dispositif dans lequel l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprend au moins deux poulies ou roues dentées, dont l’une est reliée à l’arbre de rotation de l’au moins un actionneur, au moins un lien souple reliant en rotation les au moins deux poulies ou roues dentées, un bras de levier présentant un arbre de rotation raccordé au bâti du dispositif, le bras de levier pouvant pivoter autour de cet arbre, une bielle de levier reliée à une première extrémité au lien souple et à une deuxième extrémité au bras de levier, de manière à faire pivoter le bras de levier par l’intermédiaire de la bielle de levier mise en mouvement par le lien souple, le dispositif comprenant en outre une tige d’actionnement de l’au moins une membrane, et une bielle de tige reliée à une première extrémité au bras de levier et à une deuxième extrémité à la tige d’actionnement.
Selon un mode de réalisation, le dispositif dans lequel l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprend un système de conversion à cames, et l’au moins une membrane est une membrane tubulaire, l’axe de l’au moins un actionneur et/ou l’axe de l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire étant coaxial à l’axe de la membrane tubulaire, le système à cames comprenant un disque comprenant une rainure réalisant un parcours fermé et continu selon une trajectoire prédéterminé, ledit système comprenant en outre au moins une tige, de préférence au moins trois tiges, s’étendant radialement dont chaque extrémité distale est reliée ou en contact avec une pièce de poussée radiale elle-même en contact avec une portion de la circonférence de ladite membrane, chaque tige présentant une forme, par exemple un doigt, agencé pour coopérer avec la rainure. Par exemple, la pièce de poussée radiale est en contact avec une portion de la circonférence intérieure ou extérieure de ladite membrane.
Selon encore un autre mode de réalisation, il est prévu un dispositif dans lequel
- l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprend au moins un système de conversion à cames, et
- l’au moins une membrane est une membrane tubulaire,
l’axe de l’au moins un actionneur et/ou l’axe de l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire étant coaxial à l’axe de la membrane tubulaire, le système à cames présentant une surface, de préférence une surface périphérique, comprenant une succession de portions concave et convexe, ledit système comprenant en outre au moins une tige s’étendant radialement dont chaque extrémité proximale est reliée ou en contact avec ladite surface, chaque tige étant reliée ou en contact avec une portion de la circonférence de ladite membrane.
Par exemple, chaque tige comprend un membre faisant saillie dans la rainure. De préférence, ce membre présente une extrémité en forme de bille afin de coopérer avec la rainure. Par exemple, la rainure présente une trajectoire en forme de créneau, ou de sinusoïde, ou de came, de manière que chaque tige translate avec un mouvement de va-et-vient.
Selon une variante de réalisation, le dispositif dans lequel, l’au moins un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprend au moins un système bielle/manivelle relié à un système roue/crémaillères, et l’au moins une membrane est au moins une membrane tubulaire, l’axe de l’au moins un actionneur étant espacé, de préférence parallèle, de l’axe de la membrane tubulaire, ce dernier axe correspondant à l’axe de la roue, le système roue/crémaillères étant disposé au centre, ou en périphérie, de la membrane tubulaire, une extrémité de chaque crémaillère étant reliée ou en contact avec une pièce de poussée radiale elle-même en contact avec une portion de la circonférence, par exemple intérieure ou extérieure, de ladite membrane, une extrémité, dite moteur, de la bielle étant reliée à un excentrique relié à distance de l’axe sur l’arbre de l’au moins un actionneur, la manivelle étant reliée en rotation avec la roue, de manière que la rotation de la roue, entraînée via le système bielle/manivelle, déplace les crémaillères qui exercent un effort radiale sur la membrane tubulaire.
Selon encore un autre mode de réalisation, le dispositif comprend une membrane ou plusieurs membranes agencées pour fonctionner en phase ou en opposition de phase, de préférence comprenant des moyens de positionnement.
Selon n’importe quel mode de réalisation de la membrane et/ou selon n’importe quel mode de réalisation de l’au moins un actionneur, le dispositif générateur de flux fluidique comprend un système de pivotement ou un système d’orientation de l’au moins une membrane. Ce système permet selon une trajectoire circulaire ou selon une trajectoire quelconque de mettre en déplacement un fluide selon une direction et/ou un sens différent par rapport à un état ou une situation précédente.
De préférence, le système de pivotement peut présenter une liaison mécanique comprenant au moins une liaison pivot d’axe perpendiculaire ou orthogonal à la direction de déplacement du fluide ou d’un appareil portant le dispositif générateur de flux fluidique par exemple un engin nautique, de préférence selon un axe sensiblement horizontal ou un axe sensiblement vertical.
Selon un mode de réalisation, le système de pivotement de l’au moins une membrane est disposé à une extrémité du bâti.
Selon un autre mode de réalisation, le système de pivotement est disposé entre l’au moins un actionneur et l’au moins une membrane.
L’au moins une membrane peut être disposée à une extrémité distale du dispositif, et le système de pivotement relie l’au moins une membrane à l’au moins un actionneur.
De préférence et en présence d’un bras et/ou d’un arbre de déport, le système de pivotement est disposé à l’extrémité du bras et/ou de l’arbre de déport de manière à pivoter ou orienter l’au moins une membrane par rapport à ladite extrémité.
Selon un premier type d’exemples, l’au moins un actionneur peut être disposé à une extrémité du dispositif et l’au moins une membrane peut être disposée à une extrémité opposée du dispositif. On entend en particulier par extrémité du dispositif, une extrémité du bâti du dispositif. Dans le cas où le dispositif générateur de flux est un propulseur hydraulique par exemple du type hors-bord, l’actionneur, en particulier un moteur rotatif, est disposé à une extrémité dite émergée, l’au moins une membrane est disposée à une extrémité dite immergée, l’actionneur étant séparé de l’au moins une membrane par un mât ou un bras comprenant un arbre de déport transmettant le mouvement mécanique.
De préférence, la membrane comprend un corps de préhension de ladite membrane et le système de pivotement relie le bras et/ou de l’arbre de déport audit corps de préhension. Le corps de préhension présente une rigidité supérieure à la rigidité de la membrane et est disposé à une extrémité de la membrane. Le corps de préhension est par exemple une ou plusieurs barres dans le cas d’une membrane planaire et polygonale, ou par exemple présente une forme cylindrique, par exemple une couronne, dans le cas d’une membrane discoïdale ou tubulaire.
Le système de pivotement est disposé entre le bras ou l’arbre de déport et la membrane ou le corps de préhension de la membrane.
Selon un deuxième type d’exemples, l’au moins un actionneur et l’au moins une membrane peut être disposé à une même extrémité du dispositif. On entend en particulier par extrémité du dispositif, une extrémité du bâti du dispositif. Dans le cas où le dispositif générateur de flux est un propulseur hydraulique par exemple du type hors-bord, l’actionneur, rotatif ou linéaire, et l’au moins une membrane sont disposés à une extrémité dite immergée, et l’ensemble actionneur membrane étant séparé de la partie émergée du propulseur par le mât ou le bras.
Le système de pivotement est disposé entre le bras ou l’arbre de déport et le bâti de l’actionneur.
Selon un mode de réalisation, le dispositif générateur de flux fluidique comprend des moyens de réglages du système de pivotement. Le réglage est en particulier angulaire. Il permet notamment de régler le trim d’un engin nautique dans le cas où le dispositif est un propulseur hydraulique.
De préférence, le système de pivotement est choisi parmi la liste suivante : un système poulie ou roue couplée à une chaine ou une courroie ou un câble, ou un système pignon/crémaillère(s) ou un système roue et vis sans fin, ou un système hydraulique à piston, ou un ensemble de roues dentées ou une combinaison de ceux-ci.
De préférence, le système de pivotement de l’au moins une membrane est relié à l’au moins un flasque. Le système de pivotement entraine le pivotement ou l’orientation du ou des flasques associés audites membranes. Par exemple, le système de pivotement relie l’extrémité du bâti, en particulier une extrémité du bras ou d’un arbre de déport, et le ou les flasques.
Par exemple, le système de pivotement propose un débattement angulaire de l’au moins une membrane d’au moins 90 degrés, de préférence d’au moins 110 degrés, de préférence d’au moins 130 degrés, de préférence d’au moins 150 degrés, de préférence d’au moins 170 degrés, de préférence de 180 degrés. Cela permet de réaliser notamment une fonction de marche arrière dans le cas où le dispositif est un propulseur hydraulique.
De préférence, le dispositif comprend des moyens d’actionnement du système de pivotement. Par exemple, lesdits moyens d’actionnement sont un moteur électrique, différent du moteur réalisant la mise en mouvement de l’au moins une membrane.
Selon un autre mode de réalisation, les moyens d’actionnement comprennent des moyens hydrauliques, par exemple une pompe et/ou un vérin hydraulique. Si le circuit est hydraulique, le système peut être piloté par un distributeur approprié (par exemple un distributeur bistable pour contrôler précisément la position angulaire du système propulsif).
Par exemple, les moyens hydrauliques sont raccordés avec un système à crémaillère.
Selon un autre exemple, le système de pivotement peut aussi consister à la mise en série d'un système hydraulique (type vérin linéaire) et d'un système de conversion mécanique (type pignon/crémaillère) relié à l'organe propulsif.
Selon encore un autre exemple, l'actionnement peut aussi être directement réalisé par un vérin rotatif.
Selon différentes variantes de réalisation :
– le dispositif peut comprendre un seul actionneur, deux membranes planaires ou polygonales, un seul flasque disposé entre les deux membranes, chaque membrane étant disposée en vis-à-vis du flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et le flasque, l’axe de pivotement étant horizontal ou vertical ;
– le dispositif peut comprendre un seul actionneur, une seule membrane discoïdale, un seul flasque disposé transversalement à la direction de déplacement, la membrane étant disposée en vis-à-vis du flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et le flasque, l’axe de pivotement étant vertical ou horizontal ;
– le dispositif peut comprendre un seul actionneur, une seule membrane tubulaire, un seul flasque de forme cylindrique à la direction de déplacement, la membrane étant disposée en vis-à-vis du flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et le flasque, l’axe de pivotement étant horizontal ou vertical.
Selon encore d’autres variantes de réalisation :
– le dispositif peut comprendre au moins un actionneur, au moins deux membranes planaires ou polygonales, au moins un flasque disposé entre les au moins deux membranes, chaque membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et l’au moins un flasque, l’axe de pivotement étant horizontal ou vertical ;
– le dispositif peut comprendre au moins un actionneur, au moins une membrane discoïdale, au moins un flasque disposé transversalement à la direction de déplacement, l’au moins une membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et l’au moins un flasque, l’axe de pivotement étant vertical ou horizontal ;
– le dispositif peut comprendre au moins un actionneur, au moins une membrane tubulaire, au moins un flasque de forme cylindrique à la direction de déplacement, l’au moins une membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et l’au moins un flasque, l’axe de pivotement étant horizontal ou vertical ;
- le dispositif peut comprendre un seul actionneur, au moins une membrane tubulaire, au moins un flasque de forme cylindrique à la direction de déplacement, l’au moins une membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et l’au moins un flasque, l’axe de pivotement étant horizontal ou vertical.
Selon un deuxième aspect, l’invention propose un propulseur hydraulique pour la propulsion d’engin nautique caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une ou plusieurs des caractéristiques précédentes. Le propulseur ainsi proposé est à la fois compact et performant, sans hélice ou pales.
De préférence, le propulseur hydraulique est un propulseur nautique. Le propulseur nautique est agencé pour déplacer un véhicule nautique du type véhicule flottant, sur foil ou submersible adapté pour se déplacer sur un liquide et/ou dans ce liquide, en particulier de l’eau. Un tel véhicule peut être partiellement ou totalement immergé dans le liquide. Ce véhicule peut être piloté par tous moyens à bord, à distance, ou en autonomie.
Selon un troisième aspect, l’invention propose un hydrogénérateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une ou plusieurs des caractéristiques précédentes. Le dispositif générateur de flux est dans cet aspect un dispositif générateur d’énergie électrique à partir d’un flux, ou récupérateur de flux. De préférence, le dispositif est un dispositif générateur de flux hydraulique.
Selon un quatrième aspect, l’invention propose une pompe caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif générateur de flux selon l’une ou plusieurs des caractéristiques précédentes. Par exemple la pompe est une pompe hydraulique, ou une pompe de transfert, ou une pompe de dosage, ou une pompe de mélange, ou une pompe de débit, ou une pompe de pression.
Selon un cinquième aspect, l’invention propose un compresseur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une ou plusieurs des caractéristiques précédentes.
Selon un sixième aspect, l’invention propose un ventilateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une ou plusieurs des caractéristiques précédentes.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée de l’invention qui va suivre en référence aux figures annexées et dans lesquelles :
la comprend trois vues en perspective d’un propulseur hydraulique selon un premier mode de réalisation, dans lequel le propulseur comprend un organe générateur de flux fluidique disposé à une extrémité inférieure dudit propulseur et comprend un système de pivotement de l’au moins une membrane selon un axe horizontal, la figure 1a montrant l’organe dans une position initiale, la figure 1b montrant l’organe dans une position intermédiaire ou sensiblement perpendiculaire à la position initiale, la figure 1c montrant l’organe dans une position finale ou sensiblement retournée d’un demi-tour ;
la comprend deux vues en perspective d’un propulseur hydraulique selon un deuxième mode de réalisation, dans lequel le propulseur comprend un organe générateur de flux fluidique disposé à une extrémité inférieure dudit propulseur et comprend un système de pivotement de l’au moins une membrane selon un axe vertical, la figure 2a montrant l’organe dans une position initiale, la figure 2b montrant l’organe dans une position finale ou sensiblement retournée d’un demi-tour ;
la comprend deux vues en perspective d’un propulseur hydraulique selon un troisième mode de réalisation, dans lequel le propulseur comprend un organe générateur de flux fluidique disposé à une extrémité inférieure dudit propulseur et comprend un système de pivotement de l’au moins une membrane selon un axe vertical, la figure 3a montrant l’organe dans une position initiale, la figure 3b montrant l’organe dans une position finale ou sensiblement retournée d’un demi-tour ;
la comprend deux vues en perspective d’un propulseur hydraulique selon un quatrième mode de réalisation, dans lequel le propulseur comprend un organe générateur de flux fluidique disposé à une extrémité inférieure dudit propulseur et comprend un système de pivotement de l’au moins une membrane selon un axe vertical, la figure 4a montrant l’organe dans une position initiale, la figure 4b montrant l’organe dans une position finale ou sensiblement retournée d’un demi-tour ;
la est une vue en perspective d’un organe générateur de flux fluidique (l’au moins une membrane n’étant pas représentée) selon un mode de réalisation et conforme au mode de réalisation de la , dans lequel il présente une forme d’aile d’avion dont le bord d’attaque présente une ouverture pour le passage d’un arbre de déport ou de transmission ou d’un bras de maintien ;
la comprend deux vues d’un organe générateur de flux fluidique conforme à la et d’un système de pivotement selon un premier mode de réalisation présentant un système roue et vis sans fin, la figure 6a montrant le système roue et vis sans fin et la figure 6b étant une vue perspective montrant la disposition dudit système au regard de l’organe ;
la comprend trois vues d’un organe générateur de flux fluidique conforme à la et d’un système de pivotement selon un deuxième mode de réalisation présentant un système du type poulie-courroie, la figure 7a étant une vue en coupe selon un plan longitudinal, la figure 7b étant une vue en perspective montrant la disposition dudit système au regard de l’organe et la figure 7c étant une vue agrandie en perspective de la figure 7b ;
la est une vue en perspective d’un organe générateur de flux fluidique conforme à la et d’un système de pivotement selon un troisième mode de réalisation présentant deux roues dentées ;
la comprend deux vues d’un organe générateur de flux fluidique conforme à la et d’un système de pivotement selon un quatrième mode de réalisation présentant deux roues dentées selon un agencement du type renvoi d’angle ;
la comprend quatre vues d’un organe générateur de flux fluidique conforme à la et d’un système de pivotement selon un cinquième mode de réalisation présentant un système hydraulique, les figures 10a, 10b et 10c étant des vues en coupe longitudinale, la figure 10a montrant l’organe dans une position initiale, la figure 10b montrant l’organe dans une position intermédiaire, la figure 10c montrant l’organe dans une position finale ou sensiblement retournée d’un demi-tour, et la figure 10d présentant deux vues, chaque vue montrant deux pièces cylindriques, l’une présentant une rainure présentant une trajectoire en forme d’arc de cercle et l’autre présentant un ergot agencé pour s’insérer dans ladite rainure ;
la  comprend deux vues d’un organe générateur de flux fluidique conforme à la et d’un système de pivotement selon un sixième mode de réalisation présentant une tige dont l’extrémité est reliée à un demi-disque monté pivotant au regard du bâti, les figures 11a, 11b étant des vues en coupe longitudinale, la figure 11a montrant l’organe dans une position initiale, la figure 11b montrant l’organe dans une position finale ou sensiblement retournée d’un demi-tour ;
la comprend deux vues d’un organe générateur de flux fluidique (l’au moins une membrane n’étant pas représentée) selon un mode de réalisation et conforme au mode de réalisation de la , dans lequel il présente une forme d’aile d’avion, et un système de pivotement selon un axe vertical, la figure 12a étant une vue en perspective et la figure 12b étant une vue en coupe longitudinale ;
la est une représentation schématique des principales pièces que comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon un mode de réalisation ;
la représente un exemple en perspective d’un système de conversion mécanique rotatif/linéaire du type manivelle/coulisse ;
la est une vue schématique de profil d’un système de conversion mécanique rotatif/linéaire comprenant des poulies reliées par une chaîne qui actionne une bielle ;
la comprend trois vues d’un propulseur hydraulique selon un premier mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 16a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 16b est une vue de derrière dudit propulseur, et la figure 16c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur ;
- la comprend trois vues d’un propulseur hydraulique selon un deuxième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 17a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 17b est une vue de derrière dudit propulseur, et la figure 17c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur ;
la comprend trois vues d’un propulseur hydraulique selon un troisième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 18a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 18b est une vue de derrière dudit propulseur, et la figure 18c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur ;
la comprend deux vues d’un propulseur hydraulique selon un quatrième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 19a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 19b est une vue de face dudit propulseur ;
la comprend trois vues d’un propulseur hydraulique selon un cinquième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 20a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 20b est une vue de l’avant dudit propulseur, et la figure 20c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur ;
la comprend trois vues d’un propulseur hydraulique selon un sixième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 21a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 21b est une vue de l’avant dudit propulseur, et la figure 21c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur ;
la comprend trois vues d’un propulseur hydraulique selon un septième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 22a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 22b est une vue de face dudit propulseur, et la figure 22c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur ;
la comprend trois vues d’un propulseur hydraulique selon un huitième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 23a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 23b est une vue en perspective dudit propulseur, et la figure 23c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur ;
la comprend quatre vues d’un propulseur hydraulique selon un neuvième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 24a est une vue de côté dudit propulseur, la figure 24b est une vue de derrière dudit propulseur, et la figure 24c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur, la figure 24d est un zoom d’un système de conversion mécanique rotatif/linéaire du type cames et une membrane tubulaire vues en perspective en transparence partielle dudit propulseur ;
la comprend deux vues d’un propulseur hydraulique selon un dixième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 25a est une vue de côté et en coupe dudit propulseur, la figure 25b est une vue en coupe et en perspective dudit propulseur ;
la comprend trois vues d’un propulseur hydraulique selon un onzième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 26a est une vue de côté et en transparence partielle dudit propulseur, la figure 26b est une vue de face dudit propulseur, et la figure 26c est une vue en perspective et en transparence dudit propulseur ;
la est une en perspective d’un propulseur hydraulique selon un douzième mode de réalisation ;
la est un zoom du système de conversion et des membranes dudit propulseur conforme à la ;
la est une vue en perspective des membranes et d’une partie du système de conversion dudit propulseur dudit propulseur conforme à la figure précédente ;
la est une vue en perspective d’un propulseur hydraulique selon un treizième mode de réalisation dudit propulseur ;
la est un zoom du système de conversion dudit propulseur conforme à la ;
la est une vue de dessus d’un élément du système de conversion conforme à la  ;
la est une vue en coupe dudit élément du système de conversion conforme à la  ;
la comprend deux vues en perspectives d’un propulseur hydraulique selon un quatorzième mode de réalisation, dans laquelle, la figure 34a est une vue en perspective dudit propulseur muni d’un capot, et la figure 34b est une vue en perspective dudit propulseur sans d’un capot ;
la comprend quatre vues d’un propulseur hydraulique selon un quinzième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 35a est une vue en perspective dudit propulseur, la figure 35b est une vue de face dudit propulseur montrant un système de conversion dans une position dite point mort bas, la figure 35c est une vue de face dudit propulseur montrant le système de conversion dans une position dite point mort haut ;
la est une vue de profil dudit propulseur conforme à la  ;
la comprend deux vues d’un propulseur hydraulique selon un seizième mode de réalisation, dans lesquelles, la figure 37a est une vue en perspective dudit propulseur, la figure 37b est une vue de profil dudit propulseur montrant le système de conversion dans une position dite point mort haut ;
la comprend une vue d’un propulseur hydraulique selon un dix-septième mode de réalisation, dans laquelle, le propulseur comprenant un système à came et une membrane ;
la est une une vue en perspective d’un actionneur selon un autre mode de réalisation, dans lequel l’actionneur est une machine électromagnétique à mouvement linéaire cyclique selon un mode de réalisation dans lequel chaque tige de la partie mobile comprend deux aimants permanents, la machine étant vue sans son bâti ;
la est une vue en perspective d’un dispositif générateur de flux selon un mode de réalisation, comprenant un actionneur conforme à la figure précédente et deux membranes discoïdales, chaque membrane étant disposée à une extrémité de l’actionneur ;
la est une vue en perspective et en coupe longitudinale d’un dispositif générateur de flux selon un mode de réalisation dans lequel chaque tige de la partie mobile comprend quatre aimants permanents ;
la est une vue en perspective d’un actionneur selon un autre mode de réalisation, dans lequel l’actionneur est une machine électromagnétique à mouvement linéaire cyclique selon un autre mode de réalisation de l’invention, dans lequel la machine comprend six couples d’éléments de stator et six couples de tiges disposés l’un par rapport à l’autre de manière à former un cercle, le bâti étant représenté ;
la est une vue en coupe longitudinale d’une machine électromagnétique, en particulier d’une partie mobile linéairement selon un mode de réalisation conforme à la figure précédente ;
la est une vue en coupe longitudinale d’un propulseur hydraulique selon un autre mode de réalisation, le propulseur comprenant une machine électromagnétique conforme à la figure précédente, et un seul flasque présentant une ouverture centrale et une seule membrane discoïdale présentant une ouverture centrale.
Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation sont repérés par des signes de référence identiques sur l’ensemble des figures.
 DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
En relation avec les figures 1 à 4, il est présenté différents modes de réalisation d’un propulseur hydraulique comprenant des systèmes de pivotement de l’organe propulsif.
En référence à la , le propulseur hydraulique 210 comprend un organe générateur de flux fluidique 211 monté en pivotement au regard du bâti du propulseur par l’intermédiaire d’un système de pivotement (non visible) selon un axe horizontal PH.
Selon n’importe quel mode de réalisation, le système de pivotement permet en particulier de réaliser une marche arrière avec un propulseur hydraulique à membrane et de régler le trim d’un engin nautique équipé dudit propulseur. Il peut permettre aussi de réduire la vitesse ou de ralentir l’embarcation ou dudit engin, ou de manière générale de ralentir le débit.
L’organe générateur de flux fluidique 211 comprend deux membranes 212, chacune disposée de part et d’autre dudit organe dont la partie centrale réalise un flasque. Le flasque présente la forme d’une aile d’avion et présente deux surfaces de flasque, chaque surface de flasque réalisant un flasque pour la membrane 212 en vis-à-vis. La montre le corps de l’organe réalisant notamment la fonction de flasque.
Selon le mode de réalisation représenté, chaque membrane présente une forme générale sensiblement rectangulaire et présente une entaille de forme triangulaire pratiquée sur le côté en vis-à-vis du système de pivotement.
En référence à la qui sera décrit par ses différences par rapport à la , l’organe générateur de flux fluidique 221 est disposé selon un plan sensiblement vertical et longitudinal et le système de pivotement est agencé de manière à réaliser un pivotement selon un axe vertical PV.
En référence à la qui sera décrit par ses différences par rapport à la , l’organe générateur de flux fluidique 231 est disposé selon un plan sensiblement vertical et transversal et le système de pivotement est agencé de manière à réaliser un pivotement selon un axe vertical PV. L’organe 231 comprend une membrane discoïdale 232.
En référence à la qui sera décrit par ses différences par rapport à la , l’organe générateur de flux fluidique 241 est disposé selon une direction longitudinale et le système de pivotement peut être agencé de manière à réaliser un pivotement selon un axe vertical PV ou un axe horizontal PH. L’organe 241 comprend une membrane tubulaire 242.
On va maintenant décrire en référence aux figures 6 à 11 différents types de système de pivotement, en particulier pour un pivotement selon un axe horizontal.
En référence à la , le système de pivotement comprend une roue dentée fixée à l’organe générateur de flux fluidique et une vis sans fin. La vis sans fin, actionnée par exemple par l’intermédiaire d’un moteur électrique placé dans la tête du dispositif, entraîne la rotation dudit organe.
En référence à la , le système de pivotement comprend une roue fixée à l’organe générateur de flux fluidique, un pignon disposé à distance de ladite roue et un câble reliant la roue et le pignon de manière à former une boucle fermée. Le pignon, actionné par exemple par l’intermédiaire d’un moteur électrique placé dans la tête du dispositif, entraîne la rotation de ladite roue par l’intermédiaire des deux brins du câble. De préférence, la roue présente un doigt ou un téton disposé de manière radiale sur la périphérie de la roue. Le câble présente un trou de manière à coopérer avec ledit doigt ou ledit téton et transmettre le mouvement de rotation.
De manière alternative, la roue peut être remplacée par une roue dentée, et le câble peut remplacer par une courroie ou une chaîne.
En référence à la , le système de pivotement comprend plusieurs engrenages disposés selon le même plan ou des plans parallèles. Selon une variante représentée par la , les engrenages comprennent un renvoi d’angle de manière qu’une roue dentée est actionnée par un arbre disposé dans le bras ou le mât reliant la tête du dispositif avec l’organe propulsif.
En référence à la , le système de pivotement comprend circuit hydraulique du type comprenant une pompe ou un compresseur mettant en pression une chambre de pivotement formée par deux disques disposés l’un contre l’autre. Le premier disque comprend la rainure et est fixe au regard du bâti. Le second disque comprend un téton et est relié à l’organe générateur de flux. La chambre présente la forme d’une rainure en forme d’arc de cercle dont chaque extrémité est raccordée à un conduit hydraulique. La pression entraîne la pièce comprenant le téton en rotation, ledit téton parcourt la rainure en fonction de la pression injecter selon l’une ou l’autre des extrémités de la rainure.
Le retour en position initiale peut se faire par exemple via un circuit similaire de l’autre côté ou encore via un ressort de torsion ou un autre mécanisme de rappel.
En référence à la , le système de pivotement comprend un vérin vertical et une pièce en forme de demi-disque. La tige de vérin est agencée pour réaliser un mouvement de va-et-vient, par exemple pour monter et descendre selon la représentation de la , et entraîner en rotation la pièce en demi-disque. Le retour peut aussi se faire via un ressort ou avec un piston de rappel.
La illustre un système de pivotement selon un axe vertical. Le système comprend un arbre cylindrique de pivotement coaxial avec un arbre de transmission ou un bras de soutien reliant la tête du dispositif à l’organe propulsif. Cet axe de pivotement est actionné par un moteur électrique.
En référence à la il est un illustré les éléments principaux d’un propulseur hydraulique agencé pour mettre en mouvement le fluide environnant selon une direction de déplacement D, le propulseur comprenant :
- un bâti 1,
- au moins un moteur rotatif 10,
- au moins une membrane 11 agencée pour mettre en mouvement un fluide,
- un système de conversion mécanique rotatif/linéaire 12 disposé entre l’au moins un moteur rotatif 10 et l’au moins une membrane 11,
– des éléments de guidage linéaire 13 et de préhension 14 entre le système de conversion et l’au moins une membrane.
Selon des exemples de modes de réalisation du système de conversion, il est prévu :
- un système bielle /manivelle,
- un système coulisse/manivelle 22, voir ,
- un système bielle/manivelle 32, dont la fonction de manivelle est réalisée par un ensemble de poulies reliées par un lien souple du type courroie ou chaîne, voir ,
- un système de type came(s), par exemple un arbre à cames,
- ou une combinaison de ceux-ci.
De manière optionnelle, le dispositif peut comprendre un système de réduction ou de multiplication 15 de la vitesse de rotation de l’arbre de rotation du moteur 10. Ce système peut se placer en amont ou en aval du système de conversion mécanique rotatif/linéaire.
En référence à la , en particulier aux figures 16a, 16b et 16c le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 40 dont l’arbre de rotation est parallèle à la direction de déplacement L du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester hors d’eau lors du fonctionnement,
- deux membranes rectangulaires 41a, 41b disposées au repos comme en fonctionnement en vis-à-vis, et sont disposée à l’opposé du moteur par rapport au bâti du propulseur, les deux membranes étant disposées sous le flasque 47 en vis-à-vis de ce dernier,
- deux systèmes bielle/manivelle 42, ou vilebrequin/bielles chaque système étant relié à une membrane par l’intermédiaire d’un arbre de déport 46a, 46b, chaque bielle 42a, 42b des systèmes étant mise en mouvement par un arbre de type vilebrequin 48, qui est raccordé à une extrémité de l’arbre moteur.
De préférence, ce dispositif comprend un vilebrequin muni de deux manivelles, deux bielles 42a, 42b chacune reliée à une manivelle, deux arbres de déport 46a, 46b.
Selon le mode de réalisation représenté, les systèmes de conversion mécanique sont disposés l’un derrière l’autre. Les manivelles sont agencées de manière à actionner les membranes en opposition de phase, voir vilebrequin de la .
En fonctionnement, la rotation de l’arbre moteur provoque la translation verticale en va-et-vient des arbres de déport 46a, 46b. Les membranes 41a, 41b sont reliées respectivement aux arbres de déport 46a, 46b par l’intermédiaire d’un élément d’accroche ou de préhension 44a, 44b. Chaque élément d’accroche ou de préhension 44a, 44b est disposé à une extrémité dite amont de chaque membrane. La translation alternative de l’extrémité amont de chaque membrane provoque une ondulation de celles-ci pour déplacer le flux selon une direction et un sens représentés par la flèche D, et ainsi réaliser la propulsion.
Selon une variante de réalisation décrit par ses différences au premier mode de réalisation et en référence à la , en particulier les figures 17a, 17b et 17c, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 50 dont l’arbre de rotation est disposé verticalement et sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du fluide, cet arbre est prolongé par un arbre de déport 56,
- une membrane rectangulaire 51 en vis-à-vis d’un flasque 57,
- un système de renvoi d’angle 58 à denture conique, comprenant deux roues coniques, une roue à axe vertical et une roue à axe horizontal, disposé à l’extrémité de l’arbre de déport 56, et
- un système bielle/manivelle 52 afin de mettre en mouvement de translation alternée ladite membrane 51 et réaliser la propulsion.
Selon une autre variante de réalisation décrit par ses différences au premier mode de réalisation et en référence à la , en particulier les figures 18a, 18b et 18c, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 60 dont l’arbre de rotation est parallèle et à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester hors d’eau lors du fonctionnement,
- une membrane rectangulaire 61, disposée entre deux flasques 67a, 67b et à l’opposé du moteur par rapport au bâti du propulseur,
- un système coulisse/manivelle 62, relié à l’arbre moteur
- un arbre de déport 66 disposé entre le système coulisse/manivelle et la membrane.
Selon un quatrième mode de réalisation, et en référence à la , en particulier aux figures 19a et 19b, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 70 dont l’arbre de rotation est parallèle et à la direction d’écoulement du fluide à déplacer et décalé latéralement, le moteur étant prévu pour rester hors d’eau lors du fonctionnement,
- une membrane rectangulaire 71, disposée en vis-à-vis d’un flasque 77,
- deux poulies ou roues dentées 72a, 72b, dont l’une est reliée à la rotation de l’arbre moteur, au moins un lien souple 73 reliant en rotation les deux poulies ou roues dentées, un bras de levier 75 présentant un arbre de rotation raccordé au bâti du dispositif, le bras de levier pouvant pivoter autour de cet arbre, une bielle de levier 753 reliée à une première extrémité du lien souple et à une deuxième extrémité au bras de levier, de manière à faire pivoter le bras de levier par l’intermédiaire de la bielle de levier 753 mise en mouvement par le lien souple, le dispositif comprenant en outre une tige d’actionnement 74 de l’au moins une membrane 71, et une bielle de tige 754 reliée à une première extrémité au bras de levier et à une deuxième extrémité à la tige d’actionnement 74.
Selon une variante de réalisation décrit par ses différences au premier mode de réalisation et en référence à la , en particulier les figures 20a, 20b et 20c, et le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 80 dont l’arbre de rotation est parallèle et à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester dans d’eau lors du fonctionnement,
- deux membranes rectangulaires 81a, 81b, chacune disposée en vis-à-vis d’une paroi extérieure formant un flasque 87a, 87b du dispositif, et
- un double système bielle/manivelle 82 du type de la .
Selon une variante de réalisation décrit par ses différences au premier mode de réalisation et en référence à la , en particulier les figures 21a, 21b et 21c le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 90 dont l’arbre de rotation est parallèle et à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester dans d’eau lors du fonctionnement,
- trois membranes rectangulaires 91a, 91b, 91c, chacune disposée en vis-à-vis d’une paroi extérieure formant un flasque 97a, 97b, 97c du dispositif, et
- un système bielle/manivelle 92 du type de la .
De préférence, et de manière combinable avec les autres modes de réalisation, le moteur 90 peut être dissocié en 3 moteurs monophasés, alimentés chacun par une phase d'un réseau triphasé.
En référence à la , en particulier les figures 22a, 22b et 22c, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 100 dont l’arbre est disposé verticalement et sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du fluide, cet arbre est prolongé par un arbre de déport 106,
- une membrane discoïdale 101 disposée transversalement au sens d’écoulement et en vis-à-vis d’un flasque non visible,
- un système de renvoi d’angle à denture et un système bielle/manivelle 102 de manière à mettre en mouvement la membrane discoïdale selon une direction parallèle à la direction d’écoulement via des tiges d’actionnement ou de poussée 104.
Selon un huitième mode de réalisation et en référence à la , en particulier les figures 23a, 23b et 23c, le propulseur hydraulique comprend :
- un seul moteur 110 dont l’arbre de rotation est parallèle et à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester dans d’eau lors du fonctionnement,
- deux membranes discoïdales 111a, 111b, disposée en vis-à-vis et transversalement au sens d’écoulement du fluide, un flasque non représenté étant situé entre le moteur et la membrane 111b, et
- un système de renvoi d’angle 118 conique à denture, comprenant une entrée 118a et quatre sortie 118b, dont l’entrée du système est reliée à l’arbre moteur, chaque sortie du renvoi étant relié à une bielle 112 via l’extrémité de bielle qui est reliée à un arbre ou téton excentré de l’axe de rotation de ladite sortie, chaque ensemble sortie de renvoi et bielle réalisant un système bielle/manivelle pour mettre en mouvement les membranes via des tiges d’actionnement ou de poussée 114.
Selon un neuvième mode de réalisation et en référence à la , en particulier les figures 24a, 24b, 24c et 24d, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 120 dont l’arbre est disposé verticalement et sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement du fluide, cet arbre est prolongé par un arbre de déport 126, le moteur étant prévu pour rester hors d’eau lors du fonctionnement
- une membrane tubulaire 121,
- un flasque tubulaire 127,
- un système de renvoi d’angle 128 conique à denture, disposé à l’extrémité de l’arbre de déport,
- un système de cames en étoile 122 dont la surface extérieure coopère avec quatre tiges d’actionnement ou de poussée 124 s’étendant radialement dont chaque extrémité distale est reliée ou en contact avec une pièce de poussée radiale elle-même en contact avec une portion de la circonférence intérieure de ladite membrane.
Selon un dixième mode de réalisation et en référence à la , en particulier les figures 25a, 25b, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 130 dont l’arbre de rotation est parallèle et à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester dans l’eau lors du fonctionnement,
- une membrane tubulaire 131, l’axe du moteur étant coaxial à l’axe de la membrane tubulaire,
- un flasque tubulaire 137,
- un système à cames 132 comprenant un disque comprenant une rainure réalisant un parcours fermé et continu selon une trajectoire prédéterminé, ledit système comprenant en outre trois tiges 134 s’étendant radialement dont chaque extrémité distale est reliée ou en contact avec une pièce de poussée radiale elle-même en contact avec une portion de la circonférence intérieure de ladite membrane, chaque tige présentant une forme, par exemple un doigt, agencé pour coopérer avec la rainure.
Selon un onzième mode de réalisation et en référence à la , en particulier les figures 26a, 26b et 26c, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 140 dont l’arbre de rotation est parallèle à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester dans l’eau lors du fonctionnement,
- une membrane tubulaire 141, l’axe du moteur étant décalé par rapport à l’axe de la membrane tubulaire,
- un flasque tubulaire (non visible sur la figure),
- un système bielle/manivelle 142 et un système pignon/crémaillères 144, le pignon étant mis en rotation par la bielle, le système pignon/crémaillères comprenant 3 crémaillères présentant la forme de tiges rectilignes dentées et étant réparties autour dudit pignon de manière radiale, chaque crémaillère étant en contact avec une portion de la circonférence intérieure de ladite membrane, de manière qu’une rotation du pignon provoque l’extension radiale des crémaillères pour mettre en mouvement ladite membrane.
Selon un douzième mode de réalisation et en référence aux figures 27, 28, 29 le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 150 dont l’arbre de rotation s’étend sensiblement verticalement ou sensiblement perpendiculairement à la direction de déplacement ou du fluide, le moteur étant prévu pour rester hors de l’eau lors du fonctionnement, cet arbre étant prolongé par un arbre de déport 156, voir ,
- un arbre de commande 153 relié à l’arbre de déport 156 par l’intermédiaire de deux roues dentées,
- un système de conversion comprenant deux double systèmes bielle/manivelle 152, deux arbres de membrane 154a, 154b et quatre moyens de guidage en translation 155, et
- deux membranes 151a, 151b en forme de nappe à quatre côtés et agencées sensiblement verticalement, disposées en vis-à-vis de flasques 157a, de préférence fonctionnant en opposition de phase.
Le système bielle/manivelle comprend un couple supérieur de système bielle/manivelle 152a, 152b disposé à une première extrémité de l’arbre de commande 153 et un couple inférieur de système bielle/manivelle 152c, 152d disposé à une deuxième extrémité de l’arbre de commande 153, chaque couple comprenant deux manivelles superposés et dont les excentriques sont opposés, les extrémités des bielles étant reliés à un arbre de de membrane 154a, 154b, la bielle supérieure et la bielle inférieure présentant un excentrique d’un même côté sont reliées au même arbre de membrane. Un moyen de guidage 155 est associé à une extrémité d’un arbre de commande.
De préférence, le dispositif comprend deux membranes rectangulaires verticales, fonctionnant en opposition de phases, actionnées par quatre excentriques (un par coin du bord d’attaque de la membrane), dont le guidage linéaire de la membrane se fait sur des galets (ou roulements ou glissières…).
Selon un mode de réalisation représenté par la , chaque extrémité d’arbre de commande 154a, 154b présente une poulie agencée pour rouler sur le moyen de guidage en translation associé. Le système bielle/manivelle permet de mettre en mouvement de translation alternatif les arbres de membrane ; les moyens de guidage permettant de guider la translation des arbres et de les mettre en rotation.
Selon un autre mode de réalisation représenté par la , chaque extrémité d’arbre de commande 154a, 154b est reliée à une rainure.
Selon un treizième mode de réalisation et en référence à la , 31, 32, 33, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 160 dont l’arbre de rotation s’étend sensiblement verticalement ou sensiblement perpendiculairement à la direction de déplacement ou du fluide, le moteur étant prévu pour rester hors de l’eau lors du fonctionnement, cet arbre étant prolongé par un arbre de déport 166, voir figures 30, 31,
- un système de conversion 162 comprenant une couronne dentée 161b actionnée par un pignon de déport 161a relié à l’arbre de déport, des éléments de translation de tiges,
- une membrane discoïdale non représentée.
En référence aux figures 32, 33, chaque élément de translation de tiges comprend un pignon de commande 163 entraîné en rotation par la couronne, une roue à excentrique 165 entraînée en rotation par le pignon de commande 163, l’excentrique dudit pignon de commande réalisant une manivelle, une bielle 167 reliée à la roue excentrique 165, ladite bielle étant reliée à une pièce intermédiaire 168 qui est reliée à un couple de tiges 164. Chaque élément de translation étant relié à deux tiges 164 permettant de mettre en mouvement de translation la membrane.
En référence aux figures 31, 32, la roue excentrique 165 comprend une partie excentrique présentant un alésage dont l’axe est parallèle et distinct de l’axe de rotation de la roue excentrique. L’axe d’excentrique est commun avec l’axe de pivotement d’une extrémité de la bielle 167. La roue excentrique 165 comprend en outre une portion d’équilibrage en forme de demi-disque opposée à l’excentrique par rapport à l’axe de rotation de la roue excentrique. La portion d’équilibrage permet de limiter les vibrations et le phénomène de balourd lors du fonctionnement du dispositif. De préférence, la masse de la portion d’équilibrage est agencée et configurée pour imiter les vibrations et le phénomène de balourd.
Selon un quatorzième mode de réalisation et en référence à la , en particulier aux figures 34a et 34b, le propulseur hydraulique comprend :
- un moteur 170 dont l’arbre de rotation s’étend sensiblement parallèlement à la direction de déplacement ou du fluide, le moteur étant prévu pour rester dans l’eau lors du fonctionnement,
- un système de conversion monté de manière coaxiale avec le moteur, ledit système comprenant un cylindre 172 dont la surface périphérique comprend une rainure en forme de zig-zag, ladite rainure s’étendant radialement, et des tiges 174 s’étend sensiblement parallèlement à la direction de déplacement ou du fluide, chaque tige étant reliée d’une part à la rainure par l’intermédiaire d’un doigt logé dans ladite rainure et agencé pour se translater lors du fonctionnement, et d’autre part une membrane discoïdale 171, chaque tige étant guidé en translation par des paliers.
Selon une variante de réalisation, le dispositif ou une pompe comprenant deux rainures, actionnant deux membranes avec des doigts, chaque membrane étant actionnée par une rainure, chaque membrane étant disposée à une extrémité axiale du propulseur ou de la pompe. Ce mode de réalisation a pour avantages de limiter le phénomène de balourd et limiter les de vibrations.
Selon un quinzième mode de réalisation et en référence aux figures 35 et 36, le propulseur hydraulique comprend :
_- un moteur dont l’arbre de rotation est parallèle et à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester dans l’eau lors du fonctionnement,
- une membrane tubulaire 181, l’axe du moteur étant coaxial à l’axe de la membrane tubulaire,
- un système à cames 182 en étoile dont la surface extérieure coopère avec six tiges d’actionnement ou de poussée 184 s’étendant radialement dont chaque extrémité proximale est reliée ou en contact avec la came en étoile via des moyens de rappel en position, de préférence des ressorts, chaque tige étant reliée à une portion de poussée correspondant à une portion de la circonférence intérieure de ladite membrane.
Selon un seizième mode de réalisation et en référence à la , en particulier aux figures 37a, 37b, le propulseur hydraulique comprend :
_- un moteur (non représenté) dont l’arbre de rotation est parallèle à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, le moteur étant prévu pour rester dans l’eau lors du fonctionnement,
- une membrane discoïdale 191, l’axe du moteur étant coaxial à l’axe de la membrane,
- un système à cames 192 agencées sur une face transversale dont la surface extérieure coopère avec quatre tiges d’actionnement ou de poussée 194 s’étendant parallèlement à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, dont chaque extrémité proximale est reliée ou en contact avec la came et chaque extrémité distale est reliée à la membrane, qui est ramenée en position initiale par des ressorts fixés par rapport au bâti.
Selon un dix-septième mode de réalisation et en référence à la , le propulseur hydraulique comprend :
_- un moteur (non représenté) dont l’arbre de rotation est parallèle à la direction d’écoulement du fluide à déplacer, un arbre de déport étant relié à l’arbre de rotation,
- une membrane en forme de nappe rectangulaire 201,
- un système de conversion à came 202 comprenant en outre tige d’actionnement disposé entre la came l’extrémité de la membrane.
Selon encore un autre mode de réalisation représenté par les figures 39, 40 et 41, l’au moins un actionneur peut être une machine électromagnétique à mouvement linéaire cyclique s’étendant le long d’un axe longitudinal L. Afin de visualiser le maximum de pièces, le bâti de la machine n’est pas représenté.
La machine comprend une partie statique, dite stator, agencée pour créer un champ électromagnétique. Le stator comprend six éléments de stator 1131, 1132, 1133, 1134, 1135 et 1136. Chaque élément de stator comprend un empilement de plaques de tôle entouré d’un bobinage électrique. Les six éléments de stator sont disposés autour de l’axe longitudinal L et s’étendent dans une direction circonférentielle T par rapport à l’axe longitudinal L de manière que les lignes de champs sont circonférentielles en passant par tous les éléments de stator.
La machine comprend une partie mobile linéairement, dite linor. Le linor comprend six tiges 1141, 1142, 1143, 1144, 1145, 1146 distinctes mobiles selon des axes d’entraînement respectifs E1, E2, E3, E4, E5, E6. Les tiges sont espacées de manière équidistante le long d’une circonférence s’étendant autour de l’axe longitudinal L. Cette disposition permet de laisser la zone centrale 1110 libre. La zone centrale présente une forme tubulaire.
Chaque tige présente une section transversale circulaire de manière que chaque tige présente la forme d’un barreau. Chaque tige est disposée entre deux éléments de stator. Seul un entrefer sépare chaque tige des deux éléments de stator. Chaque tige comprend deux aimants permanents alignés le long de l’axe d’entraînement de la tige et disposés tête-bêche du point de vue des polarités. Chaque aimant occupe sensiblement toute la section transversale de la tige et présente une section transversale circulaire. Les tiges sont déplaçables magnétiquement par rapport aux éléments de stator.
Selon une variante de réalisation représentée par la , chaque tige du linor comprend quatre aimants permanents, seules les tiges 1143 et 1146 sont visibles. En particulier, la tige 1143 comprend les aimants permanents 1163a, 1163b, 1163c, 1163d, et la tige 1146 comprend les aimants permanents 1166a, 1166b, 1166c, 1166d. Chaque aimant permanent présente la forme d’un tube agencé pour s’emboîter sur une âme cylindrique de chaque tige.
Cet agencement permet aux barreaux d'être piloté par le stator en suivant le champs magnétique courant produit par ce dernier. L’alignement des pôles par rapport au stator permet aux barreaux de fonctionner en phase ou en opposition de phase l’un par rapport aux autres. L’alignement des barreaux est maintenu grâce aux forces magnétiques des aimants. La présence de moyens de guidage ou de pièces supports supplémentaires n’est pas indispensable, dans le cadre d’un mode de réalisation minimaliste et/ou le moins coûteux.
En référence à la , les tiges 1142, 1144 et 1146 sont liées et commandées simultanément de manière à former un premier sous-moteur, dit moteur amont, et les tiges 1141, (1143 et 1145 non visibles) sont liées et commandées de manière à former un deuxième sous-moteur, dit moteur aval. Les extrémités des tiges 1142, 1144 et 1146 sont reliées fixement à une armature portant une membrane M1, dite membrane amont. Les extrémités des tiges 1141, (1143 et 1145 non visibles) sont reliées fixement à une armature portant une membrane M2, dite membrane aval. Les membranes présentent une forme discoïdale. Les sous-moteurs sont déphasés électriquement de 180° (degrés) de manière que les membranes M1 et M2 sont actionnées en opposition de phase. En particulier, les aimants sont inversés ce qui permet au champ magnétique d’être bien circulaire et de ne pas se retrouver opposé au champ de la bobine suivante.
Selon une variante de réalisation représentée par les figures 42, 43, 44, la machine électromagnétique comprend six couples d’éléments de stator 2131, 2132, 2133, 2134, 2135 et 2136, le couple 2131 d’éléments de stator étant associé aux couples de tiges 2141a, 2141b, le couple 2132 d’éléments de stator étant associé aux couples de tiges 2142a, 2142b, le couple 2133 d’éléments de stator étant associé aux couples de tiges 2143a, 2143b, le couple 2134 d’éléments de stator étant associé aux couples de tiges 2144a, 2144b, le couple 2135 d’éléments de stator étant associé aux couples de tiges 2145a, 2145b, le couple 2136 d’éléments de stator étant associé aux couples de tiges 2146a, 2146b. La machine électromagnétique s’étend selon un axe longitudinal L. Les axes d’entraînement respectifs des tiges sont parallèles à l’axe longitudinal L de la machine. En outre, les six modules sont disposés le long d’un cercle dont l’axe longitudinal L est le centre. Les trois modules électromagnétiques sont espacés de manière équidistante.
En référence aux figures 42, 43 et 44, l’agencement des machines électromagnétiques permet de laisser leur zone centrale libre. La zone centrale de chaque machine présente une forme tubulaire dont l’axe correspond à l’axe longitudinal L.
La présente une vue en coupe d’une machine électromagnétique conforme à la . Les éléments de stator du stator 2134 et les éléments de stator du stator 2131 étant vus en coupe. En outre les aimants permanents associés 2164a, 2164b et 2161a, 2161b sont vus en coupe. La montre en outre deux couvercles de la machine, un couvercle étant disposé à chaque extrémité longitudinale.
Pour la suite de la description, il sera décrit le fonctionnement et/ou le mouvement d’une tige, en l’espèce la tige 2144b.
Dans un état initial, la position de la tige est telle que les aimants permanents 2164a, 2164b sont en vis-à-vis de dents des éléments de stator 2134 du fait que les flux magnétiques induits dans les entrefers, sont suffisants pour réaliser une polarité, par exemple un pôle nord, d’un côté et une polarité inverse, par exemple un pôle sud, de l’autre côté. Comme chaque aimant permanent présente une polarité inverse, les flux magnétiques traversent les aimants permanents et les maintiennent en position.
Lors d’une commutation de courant dans les bobines, les flux magnétiques dans les entrefers sont inversés de manière que chaque pôle d’un aimant permanent est en vis-à-vis d’une polarité identique, réalisant une force de répulsion et une translation des aimants et donc de la tige 2144b. Simultanément, les flux magnétiques parviennent à traverser les aimants permanents adjacents, de polarités inverse, de manière qu’une force d’attraction réalise la translation de la tige 2144b. Il en résulte que la nouvelle position (non représentée) des aimants permanents entraîne une nouvelle position (non représentée) de la tige 2144b.
La est une vue en coupe d’un propulseur hydraulique comprenant une machine électromagnétique conforme à la , un flasque F1 et une membrane M1, ledit flasque et ladite membrane étant disposés sur une même extrémité, dite extrémité aval, de la machine de manière coaxiale par rapport à l’axe longitudinal L. L’extrémité opposée, dit extrémité amont, présente aucune paroi empêchant la circulation d’un flux dans la zone centrale 2110 de la machine électromagnétique. Dans ce mode de réalisation, le propulseur présente la forme générale d’un tube.
Le flasque F1 présente une ouverture centrale de manière qu’un flux puisse la traverser. Le flasque F1 présente une première face, dite face de raccordement, agencée pour être reliée à une extrémité d’une machine électromagnétique, et une deuxième face, dite face externe, opposée à la face de raccordement. Le flasque F1 présente une surface interne en forme de cône ou de tuyère, le plus grand diamètre de la surface interne correspondant au diamètre interne de la machine électromagnétique. Le flasque comprend en outre une portion tubulaire F11 faisant saillie depuis la face externe.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au(x) mode(s) de mise en œuvre décrit(s) et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention, notamment mais non limitativement en combinant ces différents moyens de conversion mécanique, ces différents moteurs, et ces différentes membranes.

Claims (23)

  1. Dispositif générateur de flux fluidique (100) agencé pour déplacer un fluide selon une direction de déplacement (D), caractérisé en ce qu’il comprend :
    - un bâti (1),
    - au moins une membrane (11, 41a, 41b, 51, 61, 71, 81a, 81b, 91a, 91b, 91c, 101, 111a, 111b, 121, 131, 141, 151a, 151b, 171, 181, 191, 201) agencée pour mettre en mouvement le fluide,
    - au moins un actionneur (10) mettant en mouvement l’au moins une membrane ou étant actionné par le mouvement de l’au moins une membrane,
    - le dispositif comprenant en outre au moins un système de pivotement (200) de l’au moins une membrane au regard du bâti de manière à modifier la direction et/ou le sens de déplacement du fluide.
  2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le système de pivotement est disposé à une extrémité du bâti.
  3. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le système de pivotement présente une liaison mécanique comprenant au moins une liaison pivot d’axe perpendiculaire à la direction de déplacement (D), de préférence selon un axe horizontal (PH) ou un axe vertical (PV).
  4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le système de pivotement est choisi parmi la liste suivante : un système poulie ou roue couplée à une chaine ou une courroie ou un câble, ou un système pignon/crémaillère(s) ou un système roue et vis sans fin, ou un système hydraulique à piston, ou un ensemble de roues dentées ou une combinaison de ceux-ci.
  5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une membrane (11, 41a, 41b, 51, 61, 71, 81a, 81b, 91a, 91b, 91c, 121, 131, 141, 151a, 151b, 181, 201) s’étend parallèlement à la direction de déplacement (D).
  6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une membrane comprend au moins une membrane polygonale, de préférence rectangulaire, ou triangulaire, ou trapézoïdale.
  7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une membrane comprend au moins une membrane (101, 111a, 111b, 171, 191) s’étendant transversalement par rapport à la direction de déplacement (D).
  8. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l’au moins une membrane comprend au moins une membrane présentant une forme cylindrique, de préférence discoïdale, ou ovoïde.
  9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une membrane comprend une membrane tubulaire (121, 131, 141, 181) s’étendant parallèlement à la direction de déplacement (D).
  10. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins un flasque (47, 57, 67a, 67b, 77, 87a, 87b, 97a, 97b, 97c, 127, 137, 157), et l’au moins une membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque et agencée pour mettre en mouvement le fluide ou étant en mouvement du fait du fluide.
  11. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins un flasque (47, 57, 67a, 67b, 77, 87a, 87b, 97a, 97b, 97c, 127, 137, 157), et deux membranes, chaque membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque et agencée pour mettre en mouvement le fluide.
  12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, dans lequel le système de pivotement de l’au moins une membrane est relié à l’au moins un flasque.
  13. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins un actionneur est choisi parmi la liste d’actionneurs suivante : une turbine, ou un moteur thermique, de préférence à piston, ou un moteur électrique, ou un moteur mécanique ou une combinaison de ceux-ci de manière à réaliser un mouvement rotatif ou linéaire.
  14. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins un actionneur est au moins un actionneur rotatif, le dispositif comprenant un système de conversion mécanique rotatif/linéaire (12, 22) disposé entre l’au moins un actionneur et l’au moins une membrane.
  15. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant en outre un système de déport entre l’au moins un actionneur et l’au moins une membrane.
  16. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 15, comprenant au moins un actionneur, au moins deux membranes planaires ou polygonales, au moins un flasque disposé entre les deux membranes, chaque membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et le flasque, l’axe de pivotement étant horizontal ou vertical.
  17. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 15, comprenant au moins un actionneur, au moins une membrane discoïdale, au moins un flasque disposé transversalement à la direction de déplacement (D), l’au moins une membrane étant disposée en vis-à-vis du flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et le flasque, l’axe de pivotement étant vertical ou horizontal.
  18. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 14, comprenant un seul actionneur, au moins une membrane tubulaire, au moins un flasque de forme cylindrique à la direction de déplacement (D), l’au moins une membrane étant disposée en vis-à-vis de l’au moins un flasque, le système de pivotement étant agencé entre l’extrémité du bâti et l’au moins un flasque, l’axe de pivotement étant horizontal ou vertical.
  19. Propulseur hydraulique pour la propulsion d’engin nautique caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une des revendications précédentes.
  20. Hydrogénérateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une des revendications 1 à 18.
  21. Pompe caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif générateur de flux selon l’une des revendications 1 à 18.
  22. Compresseur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une des revendications 1 à 18.
  23. Ventilateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une des revendications 1 à 18.
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