WO2024132594A1 - Propulseur hydraulique comprenant une carte électronique immérgée - Google Patents

Propulseur hydraulique comprenant une carte électronique immérgée Download PDF

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WO2024132594A1
WO2024132594A1 PCT/EP2023/084947 EP2023084947W WO2024132594A1 WO 2024132594 A1 WO2024132594 A1 WO 2024132594A1 EP 2023084947 W EP2023084947 W EP 2023084947W WO 2024132594 A1 WO2024132594 A1 WO 2024132594A1
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fluid
heat
control means
generating
electronic control
Prior art date
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PCT/EP2023/084947
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English (en)
Inventor
Vincent Randon
Jacques BUDIN
Harold GUILLEMIN
Original Assignee
Finx
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    • 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
    • F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/08—Cooling; Heating; Preventing freezing
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • 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
    • F04B43/08—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having tubular flexible members
    • F04B43/09—Pumps having electric drive
    • 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
    • F04B45/00—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids
    • F04B45/04—Pumps or pumping installations having flexible working members and specially adapted for elastic fluids having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
    • F04B45/047—Pumps having electric drive

Definitions

  • the present invention relates to a hydraulic thruster comprising electronic control means arranged at least partly in the frame of the thruster arranged and configured to be submerged in operation.
  • said means comprise an electronic card having heat generating components such as transistors, such as MOSFETs for example, and/or capacitors arranged directly or indirectly against the interior face of the wall of the submerged frame.
  • nautical thrusters of the pleasure type are known, in particular provided with a motor placed against the hull of the boat thus equipped, and above the waterline, and provided with a propeller arranged under the engine and below the waterline.
  • the electronics allowing control of the motor are arranged in the emerged part of the thruster near the motor and/or the steering bar of said thruster.
  • the electronic means are then cooled by convection in the ambient air or by a water cooling circuit, which may be sea water.
  • the invention aims to improve the cooling of electronic means and/or to avoid overheating of electronic means of hydraulic thrusters, particularly nautical ones.
  • the invention proposes a fluid flow generator device arranged to move a fluid or recover energy from a fluid in a direction of movement, in particular a direction of movement of the fluid, the device comprising:
  • At least one membrane in particular to cooperate with a fluid or a flow of fluid, for example arranged to set the fluid in motion or be set in motion by a flow of fluid,
  • At least one actuator setting the at least one membrane in motion or being actuated by the movement of the at least one membrane
  • the heat-generating electronic control means is arranged in the frame, and the at least part of the heat-generating electronic control means is in contact with the interior face of a wall of conduction of the frame whose exterior face is in contact with the fluid set in motion by the at least one membrane.
  • heat-generating electronic control means means or electronic components particularly and notoriously generating heat so as to be or become a hot source.
  • fluid we mean a liquid, gaseous, homogeneous or non-homogeneous medium, unfilled or charged, for example by fluidizable materials such as powder, foam or granules, etc.
  • the conduction wall extends in a plane transverse to the direction of movement of the fluid, or extends in a plane orthogonal to the longitudinal direction of said device.
  • the conduction wall extends in a plane transverse to the direction of movement of the fluid and at the front periphery of the frame.
  • the conduction wall can be parallel to the longitudinal direction of movement of the fluid, or longitudinal of the device.
  • the device can comprise one or more of the following characteristics:
  • the at least part of the electronic control means is in direct or indirect contact with the interior face of the conduction wall;
  • the at least part of the electronic control means extends in a plane parallel, in particular lateral, or orthogonal to the direction of movement of the fluid or the longitudinal direction of the device;
  • the device comprises an intermediate thermal conduction part
  • the intermediate conduction part is fixed to the conduction wall of the frame, and the at least part of the heat-generating control means is fixed to said part;
  • a resin promoting thermal conduction can be provided, called a high heat conduction resin, which can be electrically non-conductive, in particular of a type known to the person responsible for it. job ;
  • the conduction wall is made of metal, preferably comprising aluminum or steel;
  • the at least part of the heat-generating electronic control means comprises at least one transistor and/or at least one capacitor
  • the at least part of the heat-generating electronic control means comprises a printed circuit extending in a geometric plane parallel or orthogonal to the direction of movement of the fluid, or longitudinal direction of the device, and comprises electronic components generating heat heat adjacent to each other on the printed circuit and at least a portion of the heat generating components are adjacent to the interior face of the conduction wall; and/or orthogonal or parallel to the direction or axis of the mast;
  • the at least part of the electronic control means comprises at least two transistors aligned in a direction orthogonal or parallel to the direction of movement of the fluid, or the longitudinal direction of the device, preferably known field effect transistors called MOSFETs of the skilled person;
  • the at least part of the heat-generating electronic control means comprises capacitors aligned in a direction parallel or orthogonal to the direction of movement in particular of the fluid or longitudinal direction of the device;
  • the at least part of the electronic control means comprises at least four transistors, preferably six transistors;
  • the device may include a fluid presence sensor, near the electronic control means.
  • a hydraulic thruster for the propulsion of nautical vehicles characterized in that it comprises a fluid flow generating device according to one or more of the preceding characteristics, the thruster extending in a longitudinal direction .
  • the thruster comprises a frame comprising a mast, an upper frame and a membrane frame connected together via the mast, the membrane frame having a conduction wall, preferably frontal or transverse, the exterior face of which is in direct contact with the surrounding fluid, the at least part of the electronic heat generating means being in contact with the interior face of the conduction wall, preferably frontal or transverse.
  • the membrane frame has a general cylindrical, parallelepiped or tubular shape.
  • the at least one membrane comprises a planar, rectangular, triangular, trapezoidal, cylindrical, circular, elliptical, discoidal, tubular membrane, or a combination thereof.
  • a hydraulic membrane thruster comprising:
  • a frame comprising a mast, an upper frame and a membrane frame connected to each other via the mast, the membrane frame being submerged in operation
  • At least one actuator setting the at least one membrane in motion or being actuated by the movement of the at least one membrane
  • the electronic control means is arranged in the membrane frame and in the extension of the mast.
  • the thruster may comprise one or more of the following characteristics:
  • the at least part of the electronic control means is a heat generating part; the positioning of this part makes it possible to improve its cooling;
  • the at least part of the electronic control means extends in a plane perpendicular, parallel or orthogonal to the direction or axis of the mast;
  • the electronic control means comprise a part of electronic means arranged in the upper frame arranged to remain emerged in operation;
  • the mast has a tubular cavity arranged to insert electrical wires making it possible to connect the different parts of the electronic control means;
  • the membrane frame has at least one card cavity arranged to receive the at least part of the electronic control means, and the tubular cavity and the card cavity are arranged to communicate with one another, preferably the tubular cavity opens into the card cavity, in particular directly into the card cavity;
  • the mast comprises a tube extending inside the mast and substantially as long as the mast, so as to insert electrical wires between the upper frame and the membrane frame;
  • the at least part of the electronic control means comprises at least two transistors aligned in a direction orthogonal or parallel to the direction of movement of the fluid, or the longitudinal direction of the device, preferably known field effect transistors called MOSFETs of the skilled person;
  • the at least part of the heat-generating electronic control means comprises capacitors aligned in a direction parallel or orthogonal to the direction of movement;
  • the at least part of the electronic control means comprises at least four transistors, preferably six transistors, or an H-bridge called an inverter;
  • the electronic control means can be resinated or covered with a tropicalization means.
  • a hydrogenerator characterized in that it comprises a fluid flow generating device arranged to recover energy from a fluid flow according to one or more of the characteristics of the first aspect.
  • a pump is proposed characterized in that it comprises a fluid flow generating device according to one or more of the characteristics of the first aspect.
  • a compressor is proposed characterized in that it comprises a fluid flow generating device according to one or more of the characteristics of the first aspect.
  • a fan is proposed characterized in that it comprises a fluid flow generating device according to one or more of the characteristics of the first aspect.
  • FIG. 1 There represents a very simplified diagram of a fluid flow generating device comprising at least one membrane, at least one actuator, electronic control means, in particular electronic heat generating means, arranged against an interior face of a conduction wall according to one embodiment, said figure further showing several alternative embodiments, in particular the arrangement of one or more membranes and one or more actuators;
  • FIG. 1 There is a perspective view of a hydraulic thruster according to one embodiment in which electronic control means in the form of an electronic card are inserted in a part of the thruster frame arranged to be submerged in operation, called the membrane frame;
  • FIG. 1 There is a perspective and sectional view of a membrane frame conforming to the according to a vertical section plane and parallel to the direction of movement or longitudinal direction of the device, the electronic card being seen in section and at least one transistor and four capacitors being visible;
  • fluid flow generator device 100 for example in the case of motor operation, is meant a device comprising at least one membrane and at least one actuator arranged to set said at least one membrane in undulating movement so as to generate a flow.
  • the device may comprise one or more actuators 10, of different types, arranged at different locations relative to the frame 1 of the device, in particular inside and/or outside said frame.
  • the device may comprise one or more membranes 11, of different types of known materials and different geometries, for example cylindrical, circular, discoidal, planar, or tubular, arranged at different locations relative to the frame 1 of the device , in particular upstream of the device, for example illustrated by the membrane 11a, and/or downstream of the device, for example illustrated by the membranes 11b and 11c.
  • membranes 11 of different types of known materials and different geometries, for example cylindrical, circular, discoidal, planar, or tubular, arranged at different locations relative to the frame 1 of the device , in particular upstream of the device, for example illustrated by the membrane 11a, and/or downstream of the device, for example illustrated by the membranes 11b and 11c.
  • the device 100 comprises electronic control means, in particular an electronic card 300.
  • the electronic card comprises a printed circuit 301 provided with electronic components 310, 320 necessary for the operation and control of the at least one actuator.
  • the electronic card comprises in particular heat-generating electronic components 310.
  • these heat-generating components are grouped on one side of said card.
  • the heat-generating electronic components 310 include transistors 311 and capacitors 312 known to those skilled in the art to particularly generate heat and thus be or become a hot source.
  • the electronic card includes electronic components 320 with low heat emission compared to components 310.
  • the electronic card has six transistors 311 aligned along a rectilinear side of the card.
  • the electronic card also has two rows of four capacitors 312 substantially aligned.
  • the electronic card has four transistors 311 aligned along a rectilinear side of the card.
  • the electronic card further presents two groups of four capacitors 312 forming two rows of two capacitors aligned with respect to a transistor 311.
  • these heat generating components are specially arranged near an edge of an electronic card with a view to placing said side or said edge of an electronic card against or juxtaposed to a wall or heat conduction and/or convection zone itself in contact with a cold source against a face opposite the face contact or juxtaposition.
  • the electronic control means or electronic card 300 are arranged inside the frame 1 of the fluid flow generating device.
  • the frame comprises a conduction wall 400, called a thermal conduction wall, having increased thermal transfer properties compared to the other walls of the device.
  • the diagram of the illustrates a conduction wall at one end of a frame. According to other embodiments not shown, the conduction wall can be located inside an enclosure of a frame.
  • the conduction wall has at least two faces: at least one interior, or hot, face, against which directly or indirectly the heat generating components are arranged and at least one exterior, or cold, face, against which the moving fluid is located, the flow of which is generated by said device.
  • the printed circuit 301 of the electronic card 300 extends in a direction parallel to the direction of movement D of the fluid or the longitudinal direction L of the device.
  • the conduction wall 400 extends orthogonally to the direction of movement D of the fluid or the longitudinal direction L of the device.
  • the arrangement of the heat-generating electronic components on the electronic card on the one hand and the arrangement of said components with regard to the conduction wall on the other hand make it possible to carry out a transfer of heat from the hot face to the cold face of the conduction wall (see arrow on the ) and thus to limit the temperature of the electronic control means of the fluid flow generating devices and to avoid their overheating.
  • the electronic control means comprise at least one intermediate conduction part 403 arranged between the heat-generating electronic components 310 and the conduction wall 400.
  • the intermediate conduction part makes it possible to improve the thermal conduction and/or to improve the electrical insulation between the electronic components and the conduction wall.
  • the hydraulic thruster comprises a frame comprising a mast 102, an upper frame 101 and a membrane frame 103 connected together via the mast 102, the membrane frame having a front conduction wall, see Figures 4 and 5, whose exterior face is in direct contact with the surrounding fluid, generally water.
  • the upper frame comprises a steering bar arranged to pivot the propulsion member, in this case a membrane not shown, relative to the mast which is fixed to the hull of a boat.
  • the membrane frame is arranged to be submerged and carries the membrane.
  • the membrane frame has an annular shape and is designed to receive an electromagnetic machine.
  • the membrane frame has a cavity, in particular arranged at the base of the mast, and arranged to receive the electronic card.
  • the electronic card is placed against the interior face of the front wall, called the front conduction wall, of the propeller membrane frame.
  • the electronic card in particular the printed circuit or the card substrate extends along a plane parallel to the longitudinal direction L of the thruster and orthogonal to the axis of the mast.
  • the interior face or the hot face of the conduction wall extends in a plane transverse to the longitudinal direction.
  • the exterior face called the cold face, has a convex shape.
  • the conduction wall is solid so as to promote thermal conduction.
  • the conduction wall is made of aluminum. In operation, the exterior face of the conduction wall is in permanent contact with a flow of liquid flowing over it.
  • the transistors are in indirect contact via an intermediate conduction part 403 with the interior face 402 of a conduction wall 400 of the frame 1.
  • the intermediate part 403 in “U” shape used to support the transistor, called MOSFET, against the interior face of the conduction wall.
  • the electronic card has the following characteristics:
  • the printed circuit has a substrate with a thickness substantially equal to 2.4 mm and a copper thickness of 105 micrometers;
  • transistors called MOSFET (English acronym for Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, which translates as field effect transistor with metal-oxide-semiconductor structure), are field effect transistors, preferably of the IRF type;

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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), le dispositif comprenant : - un bâti (1), - au moins une membrane (11) 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, - des moyens de contrôle électronique (300) agencés pour contrôler l'au moins un actionneur (10), au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur (310) est disposée dans le bâti (1), et est en contact avec la face intérieure (402) d'une paroi de conduction (400) du bâti (1) dont la face extérieure (401) est en contact avec le fluide mis en mouvement par l'au moins une membrane (11).

Description

PROPULSEUR HYDRAULIQUE COMPRENANT UNE CARTE ÉLECTRONIQUE IMMÉRGÉE DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne un propulseur hydraulique comprenant des moyens de contrôle électronique disposés au moins en partie dans le bâti du propulseur agencé et configuré pour être immergé en fonctionnement. En particulier lesdits moyens comprennent une carte électronique présentant des composants générateurs de chaleur tels que des transistors, comme par exemple des MOSFET, et/ou des condensateurs disposés directement ou indirectement contre la face intérieure de la paroi du bâti immergé.
 ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le domaine nautique, on connaît des propulseurs nautiques de type plaisance, en particulier pourvu d’un moteur disposé contre la coque de l’embarcation ainsi équipée, et au-dessus de la ligne de flottaison, et pourvu d’une hélice disposée sous le moteur et sous la ligne de flottaison. L’électronique permettant le contrôle du moteur est disposé dans la partie émergée du propulseur à proximité du moteur et/ou de la barre de direction dudit propulseur. Le refroidissement des moyens électroniques s’effectue alors par convection dans l’air ambiant ou par un circuit de refroidissement à eau, pouvant être de l’eau de mer.
L’invention vise à améliorer le refroidissement des moyens électroniques et/ou d’éviter la surchauffe des moyens électroniques des propulseurs hydrauliques en particulier nautique.
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 ou récupérer l’énergie d’un fluide selon une direction de déplacement, en particulier une direction de déplacement du fluide, le dispositif comprenant :
- un bâti,
- au moins une membrane, en particulier pour coopérer avec un fluide ou un flux de fluide, par exemple agencée pour mettre en mouvement le fluide ou être mis en mouvement par un flux de 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,
- des moyens de contrôle électronique agencés pour contrôler l’au moins un actionneur,
caractérisé en ce qu’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur est disposée dans le bâti, et l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur est en contact avec la face intérieure d’une paroi de conduction du bâti dont la face extérieure est en contact avec le fluide mis en mouvement par l’au moins une membrane.
On entend par moyens de contrôle électronique générateurs de chaleur des moyens ou des composants électroniques générant particulièrement et notoirement de la chaleur de manière à être ou devenir une source chaude.
On entend par fluide, un milieu liquide, gazeux, homogène ou non-homogène, non chargé ou chargé, par exemple par des matières fluidisables du type poudre, mousse ou granulés…
Selon un mode de réalisation, la paroi de conduction s’étend dans un plan transversal à la direction de déplacement du fluide, ou s’étend dans un plan orthogonal à la direction longitudinale dudit dispositif.
Selon un autre mode de réalisation, la paroi de conduction s’étend dans un plan transversal à la direction de déplacement du fluide et en périphérie frontale du bâti.
De préférence, la paroi de conduction peut être parallèle à la direction longitudinale du déplacement du fluide, ou longitudinale du dispositif.
Selon différents perfectionnements pouvant être combinables entre eux et combinables aux modes de réalisation précédents, le dispositif peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique est en contact direct ou indirect avec la face intérieure de la paroi de conduction ;
– de préférence, l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique s’étend dans un plan parallèle, en particulier latéral, ou orthogonal à la direction de déplacement du fluide ou la direction longitudinale du dispositif ;
– de préférence, le dispositif comprend une pièce intermédiaire de conduction thermique ;
– selon un mode de réalisation, la pièce intermédiaire de conduction est fixée à la paroi de conduction du bâti, et l’au moins une partie des moyens de contrôle génératrice de chaleur est fixée sur ladite pièce ;
– selon un autre mode de réalisation de la pièce intermédiaire de conduction, il peut être prévu une résine favorisant la conduction thermique, dite résine à haute conduction de chaleur, pouvant être non conductrice électriquement, en particulier d’un type connu de la personne du métier ;
- la paroi de conduction est réalisée en métal, de préférence comprenant de l’aluminium ou de l’acier ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur comprend au moins un transistor et/ou au moins un condensateur ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur comprend un circuit imprimé s’étendant dans un plan géométrique parallèle ou orthogonal à la direction de déplacement du fluide, ou direction longitudinale du dispositif, et comprend des composants électroniques générateurs de chaleur adjacents les uns aux autres sur le circuit imprimé et au moins une partie des composants générateurs de chaleur est adjacente à la face intérieure de la paroi de conduction ; et/ou orthogonale ou parallèle à la direction ou l’axe du mât ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique comprend au moins deux transistors alignés selon une direction orthogonale ou parallèle à la direction de déplacement du fluide, ou la direction longitudinale du dispositif, de préférence des transistors à effet de champ dit MOSFET connus de la personne du métier ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur comprend des condensateurs alignés selon une direction parallèle ou orthogonale à la direction de déplacement en particulier du fluide ou direction longitudinale du dispositif ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique comprend au moins quatre transistors, de préférence six transistors ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique, ou la totalité, peut être enrésinée ou recouverte d’un moyen de tropicalisation ;
– le dispositif peut comprendre un capteur de présence de fluide, à proximité des moyens de contrôle électronique.
Selon un deuxième aspect, il est proposé un propulseur hydraulique pour la propulsion d’engin nautique caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon l’une ou plusieurs des caractéristiques précédentes, le propulseur s’étendant selon une direction longitudinale.
De préférence, le propulseur comprend un bâti comprenant un mât, un bâti supérieur et un bâti de membrane reliés entre eux par l’intermédiaire du mât, le bâti de membrane présentant une paroi de conduction, de préférence frontale ou transversale dont la face extérieure est en contact direct avec le fluide environnant, l’au moins une partie des moyens électronique génératrice de chaleur étant en contact avec la face intérieure de la paroi de conduction, de préférence frontale ou transversale.
Selon un mode de réalisation, le bâti de membrane présente une forme générale cylindrique, parallélépipédique ou tubulaire.
De préférence, l’au moins une membrane comprend une membrane planaire, rectangulaire, triangulaire, trapézoïdale, cylindrique, circulaire, elliptique, discoïdale, tubulaire, ou une combinaison de ceux-ci.
Selon un troisième aspect, il est proposé un propulseur hydraulique à membrane comprenant :
- un bâti comprenant un mât, un bâti supérieur et un bâti de membrane reliés entre eux par l’intermédiaire du mât, le bâti de membrane étant immergé en fonctionnement,
- au moins une membrane agencée pour mettre en mouvement le fluide ou récupérer le mouvement du 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,
- des moyens de contrôle électronique agencés pour contrôler l’au moins un actionneur,
caractérisé en ce qu’au moins une partie des moyens de contrôle électronique est disposée dans le bâti de membrane et dans le prolongement du mât.
Selon différents perfectionnements pouvant être combinables entre eux et combinables aux modes de réalisation précédents, le propulseur peut comprendre l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique est une partie génératrice de chaleur ; le positionnement de cette partie permet d’améliorer le refroidissement de celle-ci ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique s’étend selon un plan perpendiculaire, parallèle ou orthogonal à la direction ou l’axe du mât ;
– les moyens de contrôle électronique comprennent une partie de moyens électroniques disposée dans le bâti supérieur agencé pour rester émergé en fonctionnement ;
– le mât présente une cavité tubulaire agencé pour insérer des fils électriques permettant de raccorder les différentes parties des moyens de contrôle électronique ;
- le bâti de membrane présente au moins une cavité de carte agencée pour recevoir l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique, et la cavité tubulaire et la cavité de carte sont agencées pour communiquer l’une avec l’autre, de préférence la cavité tubulaire débouche dans la cavité de carte, en particulier directement dans la cavité de carte ;
– de préférence le mât comprend un tube s’étendant à l’intérieur du mât et sensiblement aussi long que le mât, de manière à insérer des fils électriques entre le bâti supérieur et le bâti de membrane ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique comprend au moins deux transistors alignés selon une direction orthogonale ou parallèle à la direction de déplacement du fluide, ou la direction longitudinale du dispositif, de préférence des transistors à effet de champ dit MOSFET connus de la personne du métier ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur comprend des condensateurs alignés selon une direction parallèle ou orthogonale à la direction de déplacement ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique comprend au moins quatre transistors, de préférence six transistors, ou un pont en H appelé onduleur ;
- l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique, ou la totalité, peut être enrésinée ou recouverte d’un moyen de tropicalisation.
Selon un quatrième aspect, il est proposé un hydrogénérateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux fluidique agencé pour récupérer de l’énergie à partir d’un flux fluidique selon l’une ou plusieurs des caractéristiques du premier aspect.
Selon un cinquième aspect, il est proposé une pompe caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon l’une ou plusieurs des caractéristiques du premier aspect.
Selon un sixième aspect, il est proposé un compresseur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon l’une ou plusieurs des caractéristiques du premier aspect.
Selon un septième aspect, il est proposé un ventilateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon l’une ou plusieurs des caractéristiques du premier aspect.
 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 représente un schéma très simplifié d’un dispositif générateur de flux fluidique comprenant au moins une membrane, au moins un actionneur, des moyens de contrôle électronique, en particulier des moyens électroniques générateurs de chaleur, disposés contre une face intérieure d’une paroi de conduction selon un mode de réalisation, ladite figure montrant en outre à la fois plusieurs variantes de réalisation, en particulier de disposition d’une ou plusieurs membranes et d’un ou plusieurs actionneurs ;
La est une vue de dessus d’un exemple de moyens de contrôle électronique sous forme d’une carte électronique ;
La est une vue en perspective d’un propulseur hydraulique selon un mode de réalisation dans lequel des moyens de contrôle électronique sous forme de carte électronique sont insérés dans une partie du bâti de propulseur agencée pour être immergée en fonctionnement, dite bâti de membrane ;
La est une vue en perspective et en coupe d’un bâti de membrane conforme à la selon un plan de coupe vertical et parallèle à la direction de déplacement ou direction longitudinale du dispositif, la carte électronique étant vue en coupe et au moins un transistor et quatre condensateurs étant visibles ;
La est une vue en coupe d’un bâti de membrane conforme à la selon un plan de coupe vertical et parallèle à la direction de déplacement ou direction longitudinale du dispositif, la carte électronique étant vue en coupe et au moins un transistor et quatre condensateurs étant visibles ;
La est une vue de derrière au moins sans capot d’un propulseur hydraulique conforme à la et au niveau du bâti de membrane, la carte électronique étant vue de côté arrière, au moins six transistors et deux rangées de condensateurs étant visibles.
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 la , il est illustré un dispositif générateur de flux fluidique 100 selon plusieurs variantes de réalisation. On entend par dispositif générateur de flux fluidique, par exemple dans le cas d’un fonctionnement moteur, un dispositif comprenant au moins une membrane et au moins un actionneur agencé pour mettre en mouvement d’ondulation ladite au moins une membrane de manière à générer un flux. Le dispositif peut comprendre un ou plusieurs actionneurs 10, de différents types, disposé(s) à différents endroits par rapport au bâti 1 du dispositif, en particulier à l’intérieur et/ou à l’extérieur dudit bâti. En outre, le dispositif peut comprendre un ou plusieurs membranes 11, de différents types de matériaux connus et différentes géométries, par exemple cylindrique, circulaire, discoïdale, planaire, ou tubulaire, disposé(s) à différents endroits par rapport au bâti 1 du dispositif, en particulier en amont du dispositif, par exemple illustré par la membrane 11a, et/ou en aval du dispositif, par exemple illustré par les membranes 11b et 11c.
De préférence, le dispositif 100 comprend des moyens de contrôle électronique, en particulier une carte électronique 300. En référence aux figures 1 et 2, la carte électronique comprend un circuit imprimé 301 muni de composants électroniques 310, 320 nécessaires au fonctionnement et au contrôle de l’au moins un actionneur. La carte électronique comprend en particulier des composants électroniques générateurs de chaleur 310. De préférence, ces composants générateurs de chaleur sont regroupés d’un côté de ladite carte. Par exemple, les composants électroniques générateurs de chaleur 310 comprennent des transistors 311 et des condensateurs 312 connus de la personne du métier pour générer particulièrement de la chaleur et ainsi être ou devenir une source chaude. En outre, la carte électronique comprend des composants électroniques 320 à faible émission de chaleur par rapport aux composants 310.
En référence à la , la carte électronique présente six transistors 311 alignés le long d’un côté rectiligne de la carte. La carte électronique présente en outre deux rangés de quatre condensateurs 312 sensiblement alignés. Selon une variante de réalisation représentée par la , la carte électronique présente quatre transistors 311 alignés le long d’un côté rectiligne de la carte. La carte électronique présente en outre deux groupes de quatre condensateurs 312 formant deux rangées de deux condensateurs alignés au regard d'un transistor 311. Selon l'un ou l'autre mode de réalisation, ces composants générateurs de chaleur sont spécialement disposés près d’un bord de carte électronique en vue de disposer ledit côté ou ledit bord de carte électronique contre ou juxtaposé à une paroi ou zone de conduction et/ou de convection de chaleur elle-même en contact avec une source froide contre une face opposée à la face de contact ou de juxtaposition.
En référence à la , les moyens de contrôle électronique ou carte électronique 300 sont disposés à l’intérieur du bâti 1 du dispositif générateur de flux fluidique. De préférence, le bâti comprend une paroi de conduction 400, dite paroi de conduction thermique, présentant des propriétés de transfert thermiques accrues par rapport aux autres parois du dispositif. Le schéma de la illustre une paroi de conduction à une extrémité d’un bâti. Selon d’autres modes de réalisation non représentés, la paroi de conduction peut se situer à l’intérieur d’une enceinte d’un bâti.
Selon n’importe quel mode de réalisation, la paroi de conduction présente au moins deux faces : au moins une face intérieure, ou chaude, contre laquelle directement ou indirectement sont disposés les composants générateurs de chaleur et au moins une face extérieure, ou froide, contre laquelle se situe le fluide en mouvement dont le flux est généré par ledit dispositif.
Selon le mode de réalisation représenté à la , le circuit imprimé 301 de la carte électronique 300 s’étend dans une direction parallèle à la direction de déplacement D du fluide ou la direction longitudinale L du dispositif. De préférence, la paroi de conduction 400 s’étend de manière orthogonale à la direction de déplacement D du fluide ou la direction longitudinale L du dispositif.
L’agencement des composants électroniques générateurs de chaleur sur la carte électronique d’une part et la disposition desdits composants au regard de la paroi de conduction d’autre part permettent de réaliser un transfert de chaleur depuis la face chaude vers la face froide de la paroi de conduction (voir flèche sur la ) et ainsi de limiter la température des moyens de contrôle électronique des dispositifs générateurs de flux fluidique et d’éviter leur surchauffe.
Selon un mode de réalisation représenté à la , les moyens de contrôle électronique comprennent au moins une pièce intermédiaire de conduction 403 disposée entre les composants électroniques générateurs de chaleur 310 et la paroi de conduction 400. La pièce intermédiaire de conduction permet d’améliorer la conduction thermique et/ou d’améliorer l’isolement électrique entre les composants électroniques et la paroi de conduction.
En référence aux figures 3 à 6, il est illustré un mode de réalisation de dispositif générateur de flux fluidique sous la forme d’un propulseur hydraulique à membrane. Pour la suite de la description, les éléments décrits concernant les moyens de contrôle électronique sont identiques à ceux déjà décrits.
En référence à la , le propulseur hydraulique comprend un bâti comprenant un mât 102, un bâti supérieur 101 et un bâti de membrane 103 reliés entre eux par l’intermédiaire du mât 102, le bâti de membrane présentant une paroi de conduction frontale, voir figures 4 et 5, dont la face extérieure est en contact direct avec le fluide environnant, en général de l’eau. Le bâti supérieur comprend une barre de direction agencée pour pivoter l’organe propulsif, en l’espèce une membrane non représentée, par rapport au mât qui est fixé à la coque d’une embarcation.
Le bâti de membrane est agencé pour être immergé et porte la membrane. Selon le mode de réalisation représenté, le bâti de membrane présente une forme annulaire et est prévu pour recevoir une machine électromagnétique. En particulier, le bâti de membrane présente une cavité, en particulier disposée à la base du mât, et agencée pour recevoir la carte électronique.
En référence aux figures 4, 5 et 6, la carte électronique est disposée contre la face intérieure de la paroi frontale, dite paroi de conduction de frontale, du bâti de membrane du propulseur. La carte électronique, en particulier le circuit imprimé ou le substrat de carte s’étend selon un plan parallèle à la direction longitudinale L du propulseur et orthogonale à l’axe du mât. La face intérieure ou la face chaude de la paroi de conduction s’étend dans un plan transversal à la direction longitudinale. En référence à la , la face extérieure, dite face froide, présente une forme convexe. De préférence, la paroi de conduction est pleine de manière à favoriser la conduction thermique. Par exemple, la paroi de conduction est en aluminium. En fonctionnement, la face extérieure de la paroi de conduction est en contact permanent avec un flux de liquide s’écoulant sur celle-ci.
Selon le mode de réalisation représenté par les figures 4 et 5, les transistors sont en contact indirect via une pièce intermédiaire de conduction 403 avec la face intérieure 402 d’une paroi de conduction 400 du bâti 1. De préférence, la pièce intermédiaire 403 en forme de « U » servant au support du transistor, dit MOSFET, contre la face intérieure de la paroi de conduction.
De préférence, la carte électronique présente les caractéristiques suivantes :
– le circuit imprimé présente un substrat d’une épaisseur sensiblement égale à 2,4 mm et une épaisseur de cuivre de 105 micromètres ;
– des transistors, dit MOSFET acronyme anglais de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, qui se traduit par transistor à effet de champ à structure métal-oxyde-semiconducteur), sont des transistors à effet de champ, de préférence de type IRF ;
– des condensateurs de type polarisé.
L’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention.

Claims (18)

  1. Dispositif générateur de flux fluidique (100) agencé pour déplacer un fluide ou récupérer l’énergie d’un fluide selon une direction de déplacement (D), le dispositif comprenant :
    - un bâti (1),
    - au moins une membrane (11),
    - 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,
    - des moyens de contrôle électronique (300) agencés pour contrôler l’au moins un actionneur (10),
    caractérisé en ce que au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur (310) est disposée dans le bâti (1), et l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur (310) est en contact avec la face intérieure (402) d’une paroi de conduction (400) du bâti (1) dont la face extérieure (401) est en contact avec le fluide mis en mouvement par l’au moins une membrane (11).
  2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel la paroi de conduction (400) s’étend dans un plan transversal ou orthogonal à la direction de déplacement (D) du fluide.
  3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la paroi de conduction (400) s’étend dans un plan transversal à la direction de déplacement (D) du fluide et en périphérie frontale ou latérale du bâti.
  4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur (310) est en contact direct ou indirect avec la face intérieure (402) de la paroi de conduction (400).
  5. Dispositif selon la revendication précédente, comprenant une pièce intermédiaire de conduction est fixée à la paroi de conduction et l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur (310) est fixée sur ladite pièce.
  6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la paroi de conduction (400) est réalisée en métal, de préférence comprenant de l’aluminium ou de l’acier.
  7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur (310) comprend au moins un transistor (311) et/ou au moins un condensateur (312).
  8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur comprend un circuit imprimé (301) s’étendant dans un plan géométrique parallèle ou orthogonal à la direction de déplacement du fluide et comprend des composants électroniques générateurs de chaleur (310) adjacents les uns aux autres sur le circuit imprimé et au moins une partie des composants générateurs de chaleur (310) est adjacente à la face intérieure (402) de la paroi de conduction (400).
  9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur comprend au moins deux transistors (311) alignés selon une direction orthogonale ou parallèle à la direction de déplacement du fluide.
  10. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique génératrice de chaleur comprend des condensateurs (312) alignés selon une direction parallèle ou orthogonale à la direction de déplacement du fluide.
  11. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une partie des moyens de contrôle électronique comprend au moins quatre transistors, de préférence six transistors.
  12. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins une membrane comprend une membrane discoïdale ou circulaire, ou planaire ou tubulaire.
  13. Propulseur hydraulique pour la propulsion d’engin nautique caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon l’une des revendications précédentes, le propulseur s’étendant selon une direction longitudinale (L).
  14. Propulseur selon la revendication précédente comprenant un bâti comprenant un mât (102), un bâti supérieur (101) et un bâti de membrane (103) reliés entre eux par l’intermédiaire du mât, le bâti de membrane présentant une paroi de conduction (400) dont la face extérieure (401) est en contact direct avec le fluide environnant, l’au moins une partie des moyens électronique génératrice de chaleur étant en contact avec la face intérieure (402) de la paroi de conduction.
  15. Hydrogénérateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur d’énergie à partir d’un flux selon l’une des revendications 1 à 12 agencé pour récupérer de l’énergie à partir d’un flux de fluide.
  16. Pompe caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif générateur de flux selon l’une des revendications 1 à 12.
  17. Compresseur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une des revendications 1 à 12.
  18. Ventilateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux selon l’une des revendications 1 à 12.
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