WO2024132593A1 - Système de mise en tension d'une membrane équipant un dispositif de générateur de flux fluidique - Google Patents

Système de mise en tension d'une membrane équipant un dispositif de générateur de flux fluidique Download PDF

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WO2024132593A1
WO2024132593A1 PCT/EP2023/084944 EP2023084944W WO2024132593A1 WO 2024132593 A1 WO2024132593 A1 WO 2024132593A1 EP 2023084944 W EP2023084944 W EP 2023084944W WO 2024132593 A1 WO2024132593 A1 WO 2024132593A1
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WO
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membrane
downstream edge
means comprise
tensioning
extending
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PCT/EP2023/084944
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Harold GUILLEMIN
Vincent Randon
Lucas COMITI
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Finx
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F7/00—Pumps displacing fluids by using inertia thereof, e.g. by generating vibrations therein
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H1/00—Propulsive elements directly acting on water
    • B63H1/30—Propulsive elements directly acting on water of non-rotary type
    • B63H1/37—Moving-wave propellers, i.e. wherein the propelling means comprise a flexible undulating structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F04B43/0018—Special features the periphery of the flexible member being not fixed to the pump-casing, but acting as a valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009—Special features
    • F04B43/0054—Special features particularities of the flexible members
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms

Definitions

  • the undulation movement is initiated by a rectilinear translation movement back and forth from one end of the membrane, for example an upstream edge for a rectangular or tubular membrane, or for example a peripheral circumferential edge for a discoidal membrane.
  • the invention aims to improve the performance of membrane devices.
  • the invention proposes a system for tensioning at least one membrane for a fluid flow generating device extending in a longitudinal direction, the device being of the type comprising an actuator configured to put in reciprocating translation movement at least one membrane from an upstream edge, the movement of the at least one membrane moving the fluid which surrounds it, characterized in that the tensioning system comprises guide means in contact with the at least one membrane.
  • the system according to the invention makes it possible to tension the membrane or even to adjust the tension of the undulating membrane in particular when it undulates.
  • the performance of the device thus equipped is increased.
  • the guide means can also perform a controlled angular movement function.
  • upstream edge or upstream end, of the membrane is meant the membrane zone by which the actuator or the hooking member or the gripping member initiating the translation of the membrane is connected.
  • the system can comprise one or more of the following characteristics:
  • the guide means are in contact or connected to the at least one membrane, outside the upstream edge of the at least one membrane;
  • the means are configured, at least in part, to be connected to the downstream edge of the membrane;
  • tensioning means are connected to the downstream edge by one or more attachment points;
  • the means include at least one reinforcement piece
  • the attachment points can be open (for example pierced membrane) or non-open (for example overmolding made on the membrane);
  • said tensioning means comprise one or more wires, elastic or not, which can be connected on the one hand to different locations on the downstream edge of the at least one membrane, for example in the case of a planar membrane and rectangular: in the middle of the side forming the downstream edge or at the corners of the side of the rectangle forming the downstream edge; on the other hand, the wire(s) can be connected to the frame of the fluid flow generating device;
  • tensioning means comprise one or more hooking rods, flexible or not, extending along the downstream edge, for example:
  • said tensioning means comprise one or more rods extending longitudinally, preferably laterally, to the at least one membrane connected to the downstream edge, called spatula(s), which can also be connected to the actuator;
  • said means comprise one or more membrane rods extending along and up to the downstream edge of the membrane;
  • the rods can be arranged on and/or under and/or in, in particular integrated, said membrane;
  • tensioning means comprise means for guiding in translation in a direction perpendicular or orthoradial to the longitudinal direction of the device called Y, and/or in translation in the longitudinal direction, called X, and/or in rotation in a third so-called Z direction;
  • the guide means comprise at least one rail, preferably extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the device known as Y;
  • the guide means comprise at least one rail extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the device or to the direction of fluid movement called Y or of the wave of the undulating membrane, at least one slide arranged to translate in the rail, said at least one slide comprising a groove extending in a direction parallel to the direction of movement, and at least one finger provided to translate in the groove;
  • said tensioning means comprise damping means, preferably at least one spring, connected to the guide means;
  • tensioning means comprise spring means
  • said tensioning means comprise means for adjusting the tension of the at least one membrane.
  • the membrane used comprises elastomeric, plastic, metallic, or polymer materials, natural or not.
  • the membrane can be of the discoidal, rectangular, or tubular type.
  • the movement of the membrane is achieved by moving one end in reciprocating translation.
  • the membrane can be 2D or 3D, of the planar or planar type, of the cylindrical type, for example discoidal or ovoid, of the polygonal type, for example rectangular or trapezoidal, and/or at least one 3D membrane of the tubular type.
  • the at least one membrane or the wall of the at least one membrane may have a constant or variable thickness along the at least one membrane or along the wall of the at least one membrane.
  • each membrane can have various shapes, for example polygonal, rectangular, triangular, trapezoidal, cylindrical, circular, elliptical, discoidal, tubular.
  • the at least one membrane may have a circumference with at least one straight portion and at least one curvilinear portion.
  • Each membrane is composed of or is made up of one or more specific materials, for example marine, food, biocompatible, or hydrocarbons.
  • each membrane includes one or more of the following materials: elastomer, rubber, polyurethane, TPU, EPDM, silicone, PTFE, nitrile, or even plastics, or metal.
  • the device may comprise several membranes. This characteristic makes it possible to increase the thrust or speed generated by the device without increasing the dimensions of this device. In the case where these membranes operate in phase opposition, this also makes it possible to counteract unbalances.
  • Each membrane is arranged to be moved in translation in a rectilinear and reciprocating manner.
  • Each membrane is designed to oscillate or undulate with a predetermined frequency and amplitude.
  • the at least one membrane is set in motion by at least one element connected to one end of the at least one membrane.
  • the at least one membrane is set in motion by at least one element connected to a peripheral edge of the at least one membrane.
  • the at least one membrane has the following characteristics:
  • a membrane fluid flow generator device comprising at least one membrane and at least one system for tensioning the at least one membrane according to one or more of the preceding characteristics.
  • the at least one membrane comprises at least one extension projecting from the upstream edge of the at least one membrane.
  • the at least one membrane may have a rectangular, triangular, trapezoidal, cylindrical, circular, elliptical, discoidal, tubular shape, or a combination of these.
  • the fluid flow generating device can be a hydraulic thruster, in particular for the propulsion of nautical vehicles.
  • the fluid flow generating device may be or may comprise a ripple device, or a hydrogenerator, or a pump, or a compressor, or a fan.
  • FIG. 1 There is a simplified profile view of a planar membrane and a tensioning system according to one embodiment comprising a spring means connecting the downstream edge of the membrane and an axis pivot connection connecting the spring means and the frame of the device equipped with said system;
  • FIG. 1 There is a simplified profile view of a planar membrane and a tensioning system according to an embodiment comprising a spring means connecting the downstream edge of the membrane, a damping means connecting the spring means and a pivot connection of axis connecting the damping means and the frame of the device equipped with said system;
  • FIG. 1 There presents two simplified top views of a rectangular planar membrane and a tensioning system according to one embodiment, the first view showing a variant comprising a rectilinear attachment rod connected to the entire length of the downstream edge of the membrane, the ends of said rod being connected to the frame of the device equipped with said system, the second view showing a variant comprising two rectilinear attachment rods aligned and connected to the corners of the downstream edge of the membrane, the lateral ends outside the membrane being connected to the frame of the device equipped with said system;
  • FIG. 1 There is a simplified top view of a rectangular planar membrane and a tensioning system according to one embodiment comprising a hooking rod connected to a downstream edge of the membrane;
  • FIG. 1 There presents four simplified top views of a rectangular planar membrane and a tensioning system according to four alternative embodiments, the first view at the top left showing an eyelet substantially in the middle of the downstream edge of the membrane, the second view at the top right showing a rectilinear hooking rod connected to the entire length of the downstream edge of the membrane, the rod comprising an eyelet in the middle thereof, the third view at the bottom left showing a rectilinear hooking rod connected to the entire length of the downstream edge of the membrane, and an eyelet being disposed between the rod and the end of the downstream edge, and the fourth view at the bottom left showing an eyelet substantially in the middle of the downstream edge and a rectilinear rod of hook connected to the entire length of the downstream edge between the eyelet and the end of the downstream edge of the membrane;
  • FIG. 1 There is a simplified profile view of a planar membrane and a tensioning system according to an embodiment comprising a rail extending perpendicular to the direction of movement of the fluid and a slide fixed to the downstream edge of the membrane, the slide being housed in the rail;
  • FIG. 1 There is a simplified profile view of a planar membrane and a tensioning system according to an embodiment comprising a rail extending perpendicular to the direction of movement of the fluid, a slider housed in the rail, the slider having a groove extending parallel to the direction of movement of the fluid, and a finger fixed to the downstream edge of the membrane, the finger sliding in the groove;
  • FIG. 1 There is an enlarged perspective view of the propelling member with two membranes conforming to the , and a double tensioning system according to one embodiment comprising, on either side of a horizontal flange, lateral rods extending in a direction parallel to the direction of fluid movement and up to the edge downstream of the membrane;
  • FIG. 1 There is a perspective view of a planar rectangular undulating membrane according to one embodiment, comprising extensions extending from one end of said membrane;
  • FIG. 1 There is a top view of a planar membrane in the general shape of a trapezoid according to one embodiment, comprising extensions extending from one end of said membrane;
  • FIG. 1 There is a top view of a planar membrane in the general shape of a trapezoid according to one embodiment, comprising extensions extending from one end of said membrane and reinforcing rods arranged along said membrane;
  • FIG. 1 There is a top view of a discoidal planar membrane according to one embodiment, comprising reinforcing rods arranged radially along said membrane;
  • a hydraulic thruster 100 comprising a frame arranged to be fixed to a hull of a boat not shown, and a propulsion member comprising two substantially rectangular planar membranes 11 and s extending in a plane substantially parallel to the direction of fluid movement D, also called longitudinal direction.
  • the propelling member is located at a lower end of the propeller frame and is arranged to be submerged.
  • each membrane undulates opposite a flange 10 extending in a direction substantially parallel to the direction of movement D.
  • the flange has the shape or profile of a aircraft Wing. The flange is located between the membranes.
  • the tip or downstream end 11b of the membrane creates, seen in profile, an 8-shaped trajectory in a two-dimensional plane.
  • the guide means are made by one or more wires 501 connecting the downstream edge 11b to a frame.
  • the guide means comprise a wire 501.
  • the guide means comprise two distinct wires 501 spaced from each other; the two wires can be connected to the downstream edge 11b at the same point or by two separate attachment points.
  • the guiding means make it possible to produce a substantially vertical alternative trajectory from top to bottom and from bottom to top and presenting an attenuated horizontal displacement component compared to a thruster not having a tensioning system.
  • the thread(s) used have elastic properties, for example of the type known and used in the nautical field.
  • the guide means comprise spring means 510 or spring means 510 and damper 511 so as to provide increased elasticity compared to to the sons.
  • an axis pivot connection is arranged between said means and the frame.
  • the guide means comprise one or more bars 502 extending along the side of the rectangular membrane forming the downstream edge 11b of the membrane.
  • the guide means comprise a hooking bar 502 having a length greater than the length of the side of the downstream edge 11b.
  • the guide means comprise two hooking bars 502, each bar having a length much less than the length of the side of the downstream edge 502, each bar being located at a corner of the side forming the downstream edge 11b of the membrane.
  • the bar(s) are connected to a frame by two wires.
  • the guide means only include a hanging bar 502.
  • the hanging bar or bars is or are fixed to the downstream edge of the membrane.
  • the hooking means comprises an eyelet 522 disposed in the middle of the downstream edge side.
  • the eyelet makes it possible in particular to reinforce the mechanical properties of the membrane around the point of attachment of one or more wires.
  • guide means comprising at least one rail 504.
  • the tensioning system comprises at least two rails, each rail being able to be located or connected to a corner of the downstream edge 11b of the membrane.
  • the guide system comprises a rail 504 extending vertically or substantially perpendicular to the planar membrane 11 at rest.
  • the rail is located at a corner of the downstream edge 11b.
  • the guiding system further comprises a slide 505, also called a carriage, arranged to translate in the rail.
  • the slider is fixed to the downstream edge of the membrane so that the downstream edge can have a substantially vertical trajectory.
  • the guide system further comprises a groove 506 extending in a direction parallel to the direction of fluid movement D, or substantially horizontal, arranged in the slide 505.
  • the system comprises a finger 507 arranged to translate in said groove 506.
  • Finger 507 is fixed to downstream edge 11b. This embodiment allows the downstream edge to offer a trajectory that is both vertical and horizontal, in particular having an increased horizontal component compared to the embodiment presented in the previous figure.
  • the tensioning system comprises means 509 for adjusting the position of the rail and/or the slide according to the horizontal component.
  • the adjustment means comprise screws connecting a frame to the rail. Screwing or unscrewing the screws in relation to the frame allows, depending on the direction of the screw thread, to bring the rail closer or further away from the frame.
  • the adjustment means make it possible to adjust the trajectory of the downstream edge and therefore the tension of the membrane.
  • a tensioning system comprising at least one hooking rod 502 extending to the downstream edge 11b of the membrane and at least two lateral rods 503 extending along the longitudinal or lateral edges of the membrane 11 and connected to the at least one hanging rod 502.
  • each rod has a letter “s” or wave-shaped profile (see Figures 13 and 14) and has elastic or spring-like mechanical properties.
  • the pair of lateral spring-effect rods allow the degrees of freedom of the downstream edge of the membrane.
  • the shape and type of materials chosen make it possible to define the degrees of freedom and the amplitudes of movement.
  • each side rod 503 is fixed near an upstream edge 11a of the membrane 11.
  • each side rod is fixed to an actuator and extends between the flange 10 and a membrane 11.
  • each side rod is fixed to a frame.
  • the guide means can further comprise spring means between the end of the lateral rod and a hooking means fixed to a downstream edge 11b of the membrane.
  • the guide means comprise two extensions 13 projecting from the upstream edge 11a of a rectangular membrane.
  • the membrane has a trapezoidal shape, the widest base of which has two extensions 13 projecting from the upstream edge 11a.
  • each extension has an attachment point, in particular an eyelet.
  • a membrane is proposed for a fluid flow generating device arranged to set a fluid in motion or recover energy from a fluid or a fluid flow through an actuator.
  • the membrane may have intrinsic characteristics proposed above.
  • the membrane comprises a tensioning system comprising at least one reinforcing piece arranged along the membrane, in particular on or under or in the membrane.
  • the reinforcing part has the shape of a reinforcing rod.
  • the planar membrane of rectangular shape comprises two longitudinal reinforcing rods 14.
  • the planar membrane of trapezoidal shape comprises two reinforcing rods 14 arranged along the lateral edges of the membrane.
  • the discoidal planar membrane comprises several reinforcing rods 14 arranged radially (for reading the figure, only one rod is referenced).
  • the reinforcing piece can be more or less flexible.
  • the reinforcing part can be directly integrated, screwed, glued or overmolded into the membrane.
  • the reinforcing piece can be centered lengthwise or be placed closer to the downstream edge or the upstream edge.
  • These integrated tensioning systems may have a scalable shape, and scalable stiffness, to allow scalable tension along the membrane. These tension systems can even appear quite far along the length of the membrane, like small ridges at the end of the fin.
  • membranes fixed by its downstream edge to a flange.
  • two rectangular planar membranes are provided which operate in phase opposition.
  • they are made in one piece, connected together on the downstream edge, in order to tension them.
  • the membranes are held at a distance from the flange by spacers 16. They are pierced on this downstream edge to allow the fluid to escape between the membrane and the flange in the shape of an airplane wing profile.

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Abstract

L'invention porte sur système de mise en tension (500) d'une membrane pour dispositif générateur de flux fluidique (100) s'étendant selon une direction longitudinale (L), le dispositif étant du type comprenant un actionneur configuré pour mettre en mouvement de translation alternatif ladite membrane (11) depuis un bord amont (11a), le mouvement de la membrane mettant en déplacement le fluide qui l'entoure, caractérisé en ce que le système de mise en tension comprend des moyens de guidage configurés pour être reliés au bord aval (11b) de la membrane.

Description

système de mise en tension d’une membrane équipant un dispositif de générateur de flux fluidique ETAT DE LA TECHNIQUE
Lors de la mise en mouvement d’un fluide par une membrane, cette dernière est mise en ondulation.
Le mouvement d’ondulation est initié par un mouvement de translation rectiligne en va et vient d’une extrémité de la membrane, par exemple un bord amont pour une membrane rectangulaire ou tubulaire, ou par exemple un bord circonférentielle périphérique pour une membrane discoïdale.
Ensuite le mouvement est propagé par l’élasticité de la membrane jusqu’au bord aval qui est laissé libre.
L’invention vise à améliorer les performances des dispositifs à membrane.
OBJET DE L’INVENTION
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un système de mise en tension d’au moins une membrane pour dispositif générateur de flux fluidique s’étendant selon une direction longitudinale, le dispositif étant du type comprenant un actionneur configuré pour mettre en mouvement de translation alternatif au moins une membrane depuis un bord amont, le mouvement de l’au moins une membrane mettant en déplacement le fluide qui l’entoure, caractérisé en ce que le système de mise en tension comprend des moyens de guidage en contact avec l’au moins une membrane.
Le système selon l’invention permet de tendre la membrane voire de régler la tension de la membrane ondulante en particulier lors de l’ondulation de celle-ci. Les performances du dispositif ainsi équipé sont accrues.
Selon les variantes de réalisation, les moyens de guidage peuvent réaliser également une fonction de débattement angulaire contrôlé.
On entend par bord amont, ou extrémité amont, de membrane, la zone de membrane par laquelle est relié l’actionneur ou l’organe d’accroche ou l’organe de préhension initiant la translation de la membrane.
Selon différents perfectionnements pouvant être combinables entre elles et combinables aux modes de réalisation précédents, le système peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- les moyens de guidage sont en contact ou reliés à l’au moins une membrane, hors bord amont de l’au moins une membrane ;
– les moyens sont configurés, au moins en partie, pour être reliés au bord aval de la membrane ;
- lesdits moyens de mise en tension sont reliés au bord aval par un ou plusieurs points d’attache ;
– les moyens comprennent au moins une pièce de renfort ;
– de préférence les points d'attache peuvent être débouchant (par exemple membrane percée) ou non débouchant (par exemple surmoulage fait sur la membrane) ;
- lesdits moyens de mise en tension comprennent un ou plusieurs fils, élastiques ou non, pouvant être reliés d’une part à différents endroits sur le bord aval de l’au moins une membrane, par exemple dans le cas d’une membrane planaire et rectangulaire : au milieu du côté formant le bord aval ou aux coins du côté du rectangle formant le bord aval ; d’autre part le ou les fils peuvent être relié(s) au bâti du dispositif générateur de flux fluidique ;
- lesdits moyens de mise en tension comprennent une ou plusieurs tiges, souples ou non, d’accroche s’étendant le long du bord aval, par exemple :
- dans le cas d’une membrane planaire et rectangulaire : transversalement à la direction longitudinale, de préférence une tige d’accroche rectiligne,
– dans le cas d’une membrane planaire et présentant une courbure : une tige en cercle ;
- lesdits moyens de mise en tension comprennent une ou plusieurs tiges s’étendant longitudinalement, de préférence latéralement, à l’au moins une membrane reliée(s) au bord aval, dite spatule(s), pouvant également être reliée(s) à l’actionneur ;
– de préférence lesdits moyens comprennent une ou plusieurs tiges de membrane s’étendant le long et jusqu’au bord aval de la membrane ;
– de préférence les tiges peuvent être disposées sur et/ou sous et/ou dans, en particulier intégré, ladite membrane ;
- lesdits moyens de mise en tension comprennent des moyens de guidage en translation selon une direction perpendiculaire ou orthoradiale à la direction longitudinale du dispositif dite Y, et/ou en translation selon la direction longitudinale, dite X, et/ou en rotation selon une troisième direction dite Z ;
- des moyens de guidage en translation selon une première direction verticale ou une direction perpendiculaire à la direction longitudinale, et/ou en translation selon une deuxième direction longitudinale, et/ou en rotation selon un axe orthogonal aux première et deuxième directions ;
- les moyens de guidage comprennent au moins un rail, de préférence s’étendant selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du dispositif dite Y ;
- les moyens de guidage comprennent au moins un rail s’étendant dans une direction perpendiculaire à la direction longitudinale du dispositif ou à la direction de déplacement de fluide dite Y ou de l’onde de la membrane ondulante, au moins un coulisseau agencé pour se translater dans le rail, ledit au moins un coulisseau comprenant une rainure s’étendant dans une direction parallèle à la direction de déplacement, et au moins un doigt prévu pour se translater dans la rainure ;
- lesdits moyens de mise en tension comprennent des moyens d’amortissement, de préférence au moins un ressort, reliés aux moyens de guidage ;
- lesdits moyens de mise en tension comprennent des moyens à ressort ;
- lesdits moyens de mise en tension comprennent des moyens de réglage de la tension de l’au moins une membrane.
De préférence la membrane utilisée comprend des matériaux élastomères, plastiques, métalliques, ou polymères, naturels ou non.
La membrane peut être du type discoïdale, rectangulaire, ou tubulaire. Le mouvement de la membrane est réalisé par un déplacement d’une extrémité en translation alternatif.
Par exemple, la membrane peut être 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.
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.
De préférence, l’au moins une membrane présente les caractéristiques suivantes :
– dureté shore A de 50 à 90 ShA,
- épaisseur de 0.5 mm à 20 mm,
Ces caractéristiques permettent un débattement angulaire de 5° à 25°.
Selon un second aspect, il est proposé un dispositif générateur de flux fluidique à membrane comprenant au moins une membrane et au moins un système de mise en tension de l’au moins une membrane selon l’une ou plusieurs des caractéristiques précédentes.
De préférence, l’au moins une membrane comprend au moins une extension faisant saillie depuis le bord amont de l’au moins une membrane.
En outre quel que soit le mode de réalisation, l’au moins une membrane peut présenter une forme rectangulaire, triangulaire, trapézoïdale, cylindrique, circulaire, elliptique, discoïdale, tubulaire, ou une combinaison de ceux-ci.
Par exemple, le dispositif générateur de flux fluidique peut être un propulseur hydraulique, notamment pour la propulsion d'engin nautique.
Selon d'autres exemples, le dispositif générateur de flux fluidique peut être ou peut comprendre un dispositif d'ondulation, ou un hydrogénérateur, ou une pompe, ou un compresseur, ou un ventilateur.
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 est une vue en perspective d’un propulseur hydraulique selon un mode de réalisation comprenant deux membranes ;
La est une vue en perspective agrandie de l’organe propulsif conforme à la  ;
La est vue simplifiée de profil d’une membrane planaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation comprenant un fil reliant d’une part le bord aval de la membrane et d’autre part le bâti du dispositif équipé dudit système ;
La est vue simplifiée de profil d’une membrane planaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation comprenant deux fils reliant d’une part le bord aval de la membrane et d’autre part le bâti du dispositif équipé dudit système ;
La est vue simplifiée de profil d’une membrane planaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation comprenant un moyen à ressort reliant le bord aval de la membrane et une liaison pivot d’axe reliant le moyen à ressort et le bâti du dispositif équipé dudit système ;
La est vue simplifiée de profil d’une membrane planaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation comprenant un moyen à ressort reliant le bord aval de la membrane, un moyen amortisseur reliant le moyen ressort et une liaison pivot d’axe reliant le moyen amortisseur et le bâti du dispositif équipé dudit système ;
La présente deux vues simplifiées de dessus d’une membrane planaire rectangulaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation, la première vue montrant une variante comprenant une tige rectiligne d’accroche reliée à toute la longueur du bord aval de la membrane, les extrémités de ladite tige étant relié au bâti du dispositif équipé dudit système, la deuxième vue montrant une variante comprenant deux tiges rectilignes d’accroche alignées et reliées aux coins du bord aval de la membrane, les extrémités latérales hors membrane étant reliées au bâti du dispositif équipé dudit système ;
La est vue simplifiée de dessus d’une membrane planaire rectangulaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation comprenant une tige d’accroche reliée à un bord aval de la membrane ;
La   présente quatre vues simplifiées de dessus d’une membrane planaire rectangulaire et d’un système de mise en tension selon quatre variantes de réalisation, la première vue en haut à gauche montrant un œillet sensiblement au milieu du bord aval de la membrane, la deuxième vue en haut à droite montrant une tige rectiligne d’accroche reliée à toute la longueur du bord aval de la membrane, la tige comprenant un œillet au milieu de celle-ci, la troisième vue en bas à gauche montrant une tige rectiligne d’accroche reliée à toute la longueur du bord aval de la membrane, et un œillet étant disposé entre la tige et l’extrémité du bord aval, et la quatrième vue en bas à gauche montrant un œillet sensiblement au milieu du bord aval et une tige rectiligne d’accroche reliée à toute la longueur du bord aval entre l’œillet et l’extrémité du bord aval de la membrane ;
La est une vue simplifiée de profil d’une membrane planaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation comprenant un rail s’étendant perpendiculairement à la direction de déplacement du fluide et un coulisseau fixé au bord aval de la membrane, le coulisseau étant logé dans le rail ;
La est une vue simplifiée de profil d’une membrane planaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation comprenant un rail s’étendant perpendiculairement à la direction de déplacement du fluide, un coulisseau logé dans le rail, le coulisseau présentant une rainure s’étendant parallèlement à la direction de déplacement du fluide, et un doigt fixé au bord aval de la membrane, le doigt coulissant dans la rainure ;
La est une vue simplifiée de profil d’une membrane planaire et d’un système de mise en tension selon un mode de réalisation conforme à celui de la comprenant en outre des moyens de réglage à vis de la tension de la membrane ;
La est une vue en perspective agrandie de l’organe propulsif à deux membranes conforme à la , et un double système de mise en tension selon un mode de réalisation comprenant, de part et d’autre d’un flasque horizontal, des tiges latérales s’étendant dans une direction parallèle à la direction de déplacement de fluide et jusqu’au bord aval de la membrane ;
La est une vue de profil de l’organe propulsif conforme à la ;
La est un schéma fonctionnel d’un système de mise en tension de l’organe propulsif conforme aux figures 13 et 14 ;
La est un schéma fonctionnel d’un organe propulsif à deux membranes et un système de mise en tension associé aux deux membranes ;
La est une vue en perspective d’une membrane planaire rectangulaire en ondulation selon un mode de réalisation, comprenant des extensions faisant depuis une extrémité de ladite membrane ;
La est une vue de dessus d’une membrane planaire en forme générale de trapèze selon un mode de réalisation, comprenant des extensions faisant depuis une extrémité de ladite membrane ;
La est une vue de dessus d’une membrane planaire rectangulaire selon un mode de réalisation, comprenant des tiges de renfort disposées le long de ladite membrane ;
La est une vue de dessus d’une membrane planaire en forme générale de trapèze selon un mode de réalisation, comprenant des extensions faisant depuis une extrémité de ladite membrane et des tiges de renfort disposées le long de ladite membrane ;
La est une vue de dessus d’une membrane planaire discoïdale selon un mode de réalisation, comprenant des tiges de renfort disposées radialement le long de ladite membrane ;
La est une vue en perspective de deux membranes en ondulation disposées de part et d’autre d’un flasque et fixées l’une à l’autre au bord aval.
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 référence aux figures 1 et 2, il est illustré un propulseur hydraulique 100 selon un mode de réalisation comprenant un bâti agencé pour être fixé à une coque d’une embarcation non représentée, et un organe propulsif comprenant deux membranes 11 planaires sensiblement rectangulaire et s’étendant dans un plan sensiblement parallèle à la direction de déplacement de fluide D, dite aussi direction longitudinale. L’organe propulsif se situe à une extrémité inférieure du bâti du propulseur et est agencé pour être immergé.
En fonctionnement, au moins un actionneur (non représenté) met en mouvement de translation alternatif un bord ou une extrémité amont de chaque membrane de manière à initier et poursuivre l’ondulation de chaque membrane. Selon le mode de réalisation représenté, chaque membrane ondule en vis-à-vis d’un flasque 10 s’étendant dans une direction sensiblement parallèle à la direction de déplacement D. De préférence, le flasque présente la forme ou le profil d’une aile d’avion. Le flasque se situe entre les membranes.
Lors de l’ondulation de la membrane, le bout ou l’extrémité aval 11b de la membrane réalise, vue de profil, une trajectoire en forme de 8 dans un plan à deux dimensions.
Afin d’optimiser l’ondulation d’une membrane, il est proposé ci-après différentes solution ou système de mise en tension relative d’une membrane. En particulier, il est proposé différents moyens de guidage du bord ou de l’extrémité aval 11b de la membrane 11 de manière à guider et optionnellement contrôler la trajectoire du bord ou de l’extrémité aval de la membrane, et ainsi agir en pression localement sur le volume de fluide, en particulier d’eau, se situant à proximité du bord aval de la membrane.
En référence aux figures 3 et 4, les moyens de guidage sont réalisés par un ou plusieurs fils 501 reliant le bord aval 11b à un bâti. En référence à la , les moyens de guidage comprennent un fil 501. En référence à la , les moyens de guidage comprennent deux fils 501 distincts et espacés l’un de l’autre ; les deux fils pouvant être reliés au bord aval 11b en un même point ou par deux points d’attache distincts. Dans les deux cas, les moyens de guidage permettent de réaliser une trajectoire sensiblement verticale alternative de haut en bas et de bas en haut et présentant une composante de déplacement horizontale atténuée par rapport à un propulseur ne présentant pas un système de mise en tension. De préférence, le ou les fils utilisés présentent des propriétés élastiques, par exemple du type connu et utilisé dans le domaine nautique.
En référence aux figures 5 et 6, qui seront décrites au regard des différences avec les figures 3 et 4, les moyens de guidage comprennent des moyens à ressort 510 ou des moyens à ressort 510 et amortisseur 511 de manière à proposer une élasticité accrue par rapport aux fils. De manière optionnelle, une liaison pivot d’axe est disposée entre lesdits moyens et le bâti.
En référence aux figures 7 et 8, qui seront décrites au regard des différences avec les figures 3 à 6, les moyens de guidage comprennent une ou plusieurs barres 502 s’étendant le long du côté de la membrane rectangulaire réalisant le bord aval 11b de la membrane. Selon la première variante, en haut, de la , les moyens de guidage comprennent une barre d’accroche 502 présentant une longueur supérieure à la longueur du côté du bord aval 11b. Selon la deuxième variante, en bas, de la , les moyens de guidage comprennent deux barres d’accroche 502, chaque barre présentant une longueur très inférieure à la longueur du côté du bord aval 502, chaque barre se situant à un coin du côté réalisant le bord aval 11b de la membrane. Selon les deux variantes, la ou les barres sont reliées à un bâti par deux fils.
En référence, à la , les moyens de guidage comprennent uniquement une barre d’accroche 502.
Au regard des précédents modes de réalisation, la barre ou les barres d’accroche est ou sont fixée(s) au bord aval de la membrane.
En référence à la , il est proposé un moyen d’accroche de fil(s) des moyens de mise en tension. Le moyen d’accroche comprend un œillet 522 disposé au milieu du côté du bord aval. L’œillet permet en particulier de renforcer les propriétés mécaniques de la membrane autour du point d’attache d’un ou plusieurs fils.
En relation avec les figures 10 à 12, il est décrit des moyens de guidage comprenant au moins un rail 504. Pour la suite de la description, il est décrit un seul rail ; mais il est possible que le système de mise en tension comprenne au moins deux rails, chaque rail pouvant se situer ou se raccorder à un coin du bord aval 11b de la membrane.
En référence à la , le système de guidage comprend un rail 504 s’étendant verticalement ou sensiblement perpendiculaire à la membrane 11 planaire au repos. Le rail se situe au niveau d’un coin du bord aval 11b. Le système de guidage comprend en outre un coulisseau 505, dit aussi chariot, agencé pour se translater dans le rail. Le coulisseau est fixé au bord aval de la membrane de sorte que la bord aval peut présenter une trajectoire sensiblement verticale.
En référence à la , qui sera décrit au regard des différences avec la , le système de guidage comprend en outre une rainure 506 s’étendant dans une direction parallèle à la direction de déplacement de fluide D, ou sensiblement horizontale, agencée dans le coulisseau 505. Le système comprend un doigt 507 agencé pour se translater dans ladite rainure 506. Le doigt 507 est fixé au bord aval 11b. Ce mode de réalisation permet au bord aval de proposer une trajectoire à la fois verticale et horizontale, en particulier présentant une composante horizontale accrue par rapport au mode de réalisation présenté à la figure précédente.
En référence à la , qui sera décrit au regard des différences avec les figures 10 et 11, le système de mise en tension comprend des moyens de réglage 509 de la position du rail et/ou du coulisseau selon la composante horizontale. Selon le mode de réalisation représenté, les moyens de réglage comprennent des vis reliant un bâti au rail. Le vissage ou le dévissage des vis au regard du bâti permet, selon le sens du pas de vis, de rapprocher ou d’éloigner le rail du bâti. Les moyens de réglage permettent d’ajuster la trajectoire du bord aval et donc la tension de la membrane.
En relation avec les figures 13 à 16, il est proposé un système de mise en tension comprenant au moins une tige d’accroche 502 s’étendant au bord aval 11b de la membrane et au moins deux tiges latérales 503 s’étendant le long des bords longitudinaux ou latéraux de la membrane 11 et reliées à l’au moins une tige d’accroche 502.
De préférence, chaque tige présente un profil en forme de lettre « s » ou de vague (voir figures 13 et 14) et présente des propriétés mécaniques élastiques ou à effet ressort. Le couple de tiges latérales à effet ressort permettent les degrés de liberté du bord aval de la membrane. La forme et le type de matériaux choisis permettent de définir les degrés de liberté et les amplitudes de déplacement. Selon le mode de réalisation représenté, chaque tige latérale 503 est fixée près d’un bord amont 11a de la membrane 11.
En référence aux figures 13 et 14, chaque tige latérale est fixée à un actionneur et s’étendent entre le flasque 10 et une membrane 11. En référence aux figures 15 et 16, chaque tige latérale est fixée à un bâti.
En référence à la , les moyens de guidage peuvent en outre comprendre des moyens à ressort entre l’extrémité de la tige latérale et un moyen d’accroche fixé à un bord aval 11b de la membrane.
En référence à la , les moyens de guidage comprennent deux extensions 13 faisant saillie depuis le bord amont 11a d’une membrane rectangulaire. Selon une variante de réalisation en , la membrane présente une forme trapézoïdale dont la base la plus large présente deux extensions 13 faisant saillie depuis le bord amont 11a. Dans les deux cas, chaque extension présente un point d’attache, en particulier un œillet.
Selon une autre famille de modes de réalisation représentés par les figures 19, 20, 21, il est proposé une membrane pour dispositif générateur de flux fluidique agencé pour mettre en mouvement un fluide ou récupérer de l’énergie d’un fluide ou d’un flux de fluide par l’intermédiaire d’un actionneur. La membrane peut présenter des caractéristiques intrinsèques proposées au-dessus. En particulier, la membrane comprend un système de mise en tension comprenant au moins une pièce de renfort disposée le long de la membrane, en particulier sur ou sous ou dans la membrane. Selon les modes de réalisation représentés, la pièce de renfort a la forme d’une tige de renfort. En , la membrane planaire de forme rectangulaire comprend deux tiges de renfort 14 longitudinales. En , la membrane planaire de forme trapézoïdale comprend deux tiges de renfort 14 disposées le long des bords latéraux de la membrane. En , la membrane planaire discoïdale comprend plusieurs tiges de renfort 14 disposées radialement (pour la lecture de la figure, une seule tige est référencée).
La pièce de renfort peut être plus ou moins souples. La pièce de renfort peut être directement intégrée, vissée, collée, surmoulée dans la membrane.
La pièce de renfort peut être centrée dans la longueur ou bien être disposée plus proche du bord aval ou du bord amont.
Il peut y avoir un ou plusieurs de ces systèmes de mise en tension intégrés, et ils peuvent posséder une forme évolutive, et une raideur évolutive, pour permettre une tension évolutive le long de la membrane. Ces systèmes de tension peuvent même apparaître assez loin sur la longueur de la membrane, comme des petites arrêtes en fin de nageoire.
En référence à la , il est proposé un agencement de membrane fixée par son bord aval à un flasque. Selon le mode de réalisation particulier représenté, il est prévu deux membranes planaires rectangulaire fonctionnent en opposition de phase. De préférence, elles sont fabriquées en une seule pièce, reliées entre elles sur le bord aval, afin de les tendre. Selon le mode de réalisation représenté les membranes sont maintenues à distance du flasque par des entretoises 16. Elles sont percées sur ce bord aval pour laisser s’échapper le fluide entre la membrane et le flasque en forme de profil d’aile d’avion.

Claims (15)

  1. Système de mise en tension (500) d’au moins une membrane pour dispositif générateur de flux fluidique (100) s’étendant selon une direction longitudinale (L), le dispositif étant du type comprenant un actionneur configuré pour mettre en mouvement de translation alternatif ladite membrane (11) depuis un bord amont (11a), le mouvement de la membrane mettant en déplacement le fluide qui l’entoure,
    caractérisé en ce que le système de mise en tension comprend des moyens de guidage en contact avec l’au moins une membrane.
  2. Système selon la revendication précédente, dans lequel lesdits moyens sont reliés au bord aval (11b) de la membrane.
  3. Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits moyens sont reliés au bord aval par un ou plusieurs points d’attache.
  4. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens comprennent un ou plusieurs fils (501).
  5. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens comprennent une ou plusieurs tiges d’accroche (502) s’étendant le long du bord aval.
  6. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens comprennent une ou plusieurs tiges (503) s’étendant longitudinalement, de préférence latéralement, à l’au moins une membrane reliée(s) au bord aval, de préférence reliée(s) à l’actionneur.
  7. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens comprennent une ou plusieurs tiges de membrane s’étendant le long et jusqu’au bord aval de la membrane.
  8. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens comprennent des moyens de guidage en translation selon une première direction verticale (504) ou une direction perpendiculaire ou orthoradiale à la direction longitudinale, et/ou en translation selon une deuxième direction longitudinale (507), et/ou en rotation selon un axe orthogonal aux première et deuxième directions.
  9. Système selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de guidage comprennent au moins un rail (504).
  10. Système selon la revendication 8, dans lequel les moyens de guidage comprennent au moins un rail (504) s’étendant dans une direction perpendiculaire à la direction de déplacement de l’onde, au moins un coulisseau (505) agencé pour se translater dans le rail, ledit au moins un coulisseau comprenant une rainure (506) s’étendant dans une direction parallèle à la direction de déplacement, et au moins un doigt (507) prévu pour se translater dans la rainure.
  11. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens comprennent des moyens à ressort (510).
  12. Système selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits moyens comprennent des moyens de réglage de la tension de l’au moins une membrane.
  13. Dispositif générateur de flux fluidique à membrane comprenant au moins une membrane et au moins un système de mise en tension de la membrane selon l’une des revendications précédentes.
  14. Dispositif selon la revendication précédente, comprenant au moins une extension faisant saillie depuis le bord amont de l’au moins une membrane.
  15. Dispositif selon la revendication 13 ou 14, dans lequel l’au moins une membrane présente une forme rectangulaire, ou triangulaire, ou trapézoïdale, ou cylindrique, ou circulaire, ou elliptique, ou discoïdale, ou tubulaire, ou une combinaison de ceux-ci.
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