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FR3147242A1 - Déflecteur mobile pour dispositif générateur de flux fluidique à membrane - Google Patents

Déflecteur mobile pour dispositif générateur de flux fluidique à membrane Download PDF

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FR3147242A1
FR3147242A1 FR2303199A FR2303199A FR3147242A1 FR 3147242 A1 FR3147242 A1 FR 3147242A1 FR 2303199 A FR2303199 A FR 2303199A FR 2303199 A FR2303199 A FR 2303199A FR 3147242 A1 FR3147242 A1 FR 3147242A1
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FR
France
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membrane
deflector
fluid
upstream
flow deflector
Prior art date
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Pending
Application number
FR2303199A
Other languages
English (en)
Inventor
Harold Guillemin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Finx SAS
Original Assignee
Finx SAS
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Publication date
Application filed by Finx SAS filed Critical Finx SAS
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Priority to PCT/EP2024/057859 priority patent/WO2024200306A1/fr
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B43/00Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
    • F04B43/0009Special features
    • F04B43/0054Special features particularities of the flexible members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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Abstract

L’invention porte sur un dispositif générateur de flux fluidique ou récupérateur d’énergie de flux fluidique (100) agencé pour déplacer un fluide selon une direction de déplacement (D), le dispositif comprenant : - un bâti, - au moins une membrane (2) agencée pour mettre en mouvement le fluide ou récupérer l’énergie du fluide, présentant un bord amont (8) et un bord aval (9), - au moins un actionneur mettant en mouvement l’au moins une membrane ou étant actionné par le mouvement de l’au moins une membrane, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un déflecteur de flux (10, 7a, 7b) disposé au moins en amont et/ou au moins en aval de l’au moins une membrane (2) et comprenant au moins un axe de rotation (71, 72) s’étendant transversalement à la direction de déplacement (D) et/ou des moyens de translation de l’au moins un déflecteur de flux. . Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1

Description

DÉFLECTEUR MOBILE POUR DISPOSITIF GÉNÉRATEUR DE FLUX FLUIDIQUE À MEMBRANE
La présente invention concerne un déflecteur mobile disposé en amont d’une membrane d’un dispositif générateur de flux fluidique, en particulier hydraulique.
On connaît de l’état de la technique des dispositifs générateur de flux fluidique, en particulier hydraulique, comprenant une membrane ondulante dans une direction longitudinale.
Cependant, il est ainsi désireux de proposer une solution simple, économique, écologique, permettant un réglage de la puissance et/ou du débit et/ou de la pression, et offrant un encombrement réduit.
OBJET DE L’INVENTION
A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose un dispositif générateur de flux fluidique, ou récupérateur d’énergie de flux fluidique, agencé pour déplacer un fluide, ou récupérer l’énergie d’un fluide, selon une direction de déplacement, de préférence de fluide ou de dispositif, et/ou selon une direction longitudinale du dispositif, le dispositif comprenant :
- un bâti,
- au moins une membrane agencée pour mettre en mouvement le fluide, ou être mise en mouvement par le fluide, présentant un bord amont et un bord aval,
- au moins un actionneur mettant en mouvement l’au moins une membrane ou étant actionné par le mouvement de l’au moins une membrane,
caractérisé en ce qu’il comprend au moins un déflecteur de flux disposé au moins en amont et/ou au moins en aval de l’au moins une membrane et comprenant au moins un axe de rotation s’étendant transversalement à la direction de déplacement et/ou des moyens de translation de l’au moins un déflecteur de flux.
Le dispositif générateur de flux fluidique selon l’invention a pour avantages de proposer un encombrement réduit, et de permettre un mouvement de va et vient à haute fréquence améliorant les performances de l’au moins une membrane. De la sorte la différence de pression entre l’espace situé au-dessus de l’au moins une membrane et celui situé au-dessous est maintenue à un niveau élevé sur l’ensemble de la surface de l’au moins une membrane assurant à cette dernière une puissance hydraulique accrue par rapport aux dispositifs antérieurs. Le déflecteur mobile permet de minimiser la perturbation de flux ou le reflux, appelée communément « backflow », se produisant près de la membrane, en particulier près d’un bord de membrane, en rapprochant en permanence le bord du déflecteur au bord de la membrane. En outre, cet agencement permet de régler ou d’ajuster ou d'augmenter cette perturbation pour freiner le fluide par exemple.
Cet agencement permet en outre de proposer un dispositif générateur de flux fluidique offrant un faible coût de fabrication et de maintenance.
Pour ce qui précède et pour la suite de la description, on entend par membrane, un élément en forme de nappe présentant des propriétés élastiques autorisant des courbures de celle-ci de manière à réaliser des ondulations successives. La membrane est une pièce comprenant au moins une partie souple ou flexible ou déformable agencée pour réaliser une ondulation. De préférence, on entend par membrane planaire, une membrane s’étendant dans un plan géométrique en particulier lorsque la membrane est au repos.
Pour ce qui précède et pour la suite de la description, on entend par direction de déplacement, la direction de déplacement du fluide, en particulier lorsque le dispositif est statique lors de son fonctionnement, ou la direction de déplacement du dispositif, en particulier lorsque le dispositif est mobile lors de son fonctionnement.
Pour ce qui précède et pour la suite de la description, 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 différents modes de réalisation de l’au moins une membrane pouvant, ou non, être combinables entre eux :
- l’au moins une membrane est planaire et s’étend parallèlement à la direction de déplacement ;
– de préférence de manière sensiblement horizontale ;
- l’au moins une membrane comprend au moins une membrane polygonale, de préférence rectangulaire, ou triangulaire, ou trapézoïdale, ou hexagonale ;
– l’au moins une membrane est discoïdale ;
– l’au moins une membrane est tubulaire.
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 :
– de manière complémentaire ou alternative à une disposition en amont de l’au moins une membrane, l’au moins un déflecteur de flux est disposé à proximité d’un des bords de l’au moins une membrane ;
– de préférence l’au moins un déflecteur de flux permet de canaliser le flux de fluide dans une direction sensiblement parallèle au déplacement de l’onde sur l’au moins une membrane ;
– l’au moins un déflecteur de flux s'oriente d'une manière active ou passive suivant le déplacement de l’au moins une membrane ;
- l’au moins un déflecteur de flux favorise des écoulements laminaires de part et d’autre de celui-ci, cet écoulement laminaire étant ainsi favorisé le long de la membrane, en particulier à proximité du bord aval ; ceci réduit les turbulences au niveau du bord aval et permet une meilleure efficacité de propulsion de fluide par la membrane ondulante ;
- l’au moins un déflecteur de flux peut présenter une extrémité amont et une extrémité aval, et l’au moins un axe de rotation, et/ou les moyens de translation se situent entre lesdites extrémités, de préférence à mi-distance entre lesdites extrémités amont et aval ;
– l’axe de rotation réalise une liaison pivot au regard du bâti du dispositif ;
– l’axe de rotation peut être un arbre de rotation relié au bâti du dispositif ;
– les moyens de translation comprennent des moyens de translation orthogonale à la direction de déplacement ou selon une direction verticale dans le cas d’une direction de déplacement horizontale, de préférence les moyens de translation sont des rails de translation ;
– selon un mode de réalisation, l’au moins un déflecteur de flux peut être rigide, en particulier réalisé en matière plastique présentant peu ou pas de propriétés élastiques, en particulier relativement indéformable ;
- selon un autre mode de réalisation, l’au moins un déflecteur de flux peut être souple, ou présentant des propriétés élastiques de manière à autoriser une ou des déformations par une ou des courbures ;
– de préférence l’au moins un déflecteur de flux présente au repos la forme d’une pièce rectiligne, en opposition à courbure ;
– selon un mode de réalisation l’au moins un déflecteur de flux comporte des éléments de transfert thermique pouvant faire varier la température du fluide, en particulier des éléments de transfert thermique permettant de faire varier la fluidité du fluide et/ou sa température, par exemple des moyens de chauffage et/ou de refroidissement ;
– selon un premier mode de réalisation de l’au moins une membrane, celle-ci présente une forme polygonale, de préférence rectangulaire, ou triangulaire, ou trapézoïdale, et l’au moins un déflecteur de flux présente une forme polygonale, de préférence rectangulaire, ou triangulaire, ou trapézoïdale, ou hexagonale ;
- selon un deuxième mode de réalisation de l’au moins une membrane présente une forme discoïdale, et l’au moins un déflecteur de flux présente une forme discoïdale, de préférence l’au moins un déflecteur de flux entoure l’au moins une membrane ;
- selon un troisième mode de réalisation de l’au moins une membrane présente une forme tubulaire, et l’au moins un déflecteur de flux présente une forme tubulaire ;
– de préférence le dispositif comprend au moins un déflecteur de flux amont disposé en amont de l’au moins une membrane et au moins un déflecteur de flux aval disposé en aval de l’au moins une membrane ;
- de préférence le dispositif comprend au moins un déflecteur de flux amont dont l’extrémité aval est disposée en amont du bord amont de l’au moins une membrane et au moins un déflecteur de flux aval dont l’extrémité amont est disposée en aval du bord aval de l’au moins une membrane ;
- de préférence le dispositif comprend au moins deux déflecteurs de flux superposés permettant de canaliser le flux de fluide principal en plusieurs flux superposés ;
- l’au moins un déflecteur de flux est disposé à une distance de l’au moins une membrane qui est inférieure au cinquantième de la longueur séparant les bords amont et aval de l’au moins une membrane, de préférence à une distance du bord amont et/ou du bord aval de l’au moins une membrane ;
– selon un mode de réalisation l’au moins un déflecteur de flux est distinct de l’au moins une membrane ;
– selon un mode de réalisation, le dispositif comprend des moyens de liaison mécanique entre l’au moins une membrane et l’au moins un déflecteur de flux, par exemple en amont et/ou en aval de l’au moins une membrane ;
- selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins une liaison souple, de préférence étanche, disposée entre une extrémité de l’au moins un déflecteur de flux et un bord de l’au moins une membrane, cette caractéristique permettant notamment de commander de manière passive l’au moins un déflecteur de flux suivant le déplacement, en particulier l’ondulation de l’au moins une membrane ;
– en outre l’au moins un déflecteur de flux peut former avec l’au moins une membrane et avec la liaison souple une séparation étanche entre deux espaces distincts séparés entre eux par l’au moins une membrane ;
– de préférence, l’au moins une liaison souple s’oppose au passage de fluide entre l’au moins un déflecteur de flux et le bord amont de l’au moins une membrane, ce qui limite d’autant les sources de turbulences dans l’écoulement, cette solution peut, dans certains cas, permettre une amélioration d’efficacité du dispositif générateur de flux ;
– le dispositif comprend des moyens d’actionnement et de contrôle pour actionneur l’au moins un déflecteur de flux selon une fréquence et/ou une vitesse de déplacement du dispositif, de préférence les moyens d’actionnement sont reliés à l’axe ou l’arbre de rotation de l’au moins un déflecteur de flux, cette caractéristique permettant notamment de commander de manière active l’au moins un déflecteur de flux ;
– le dispositif comprend un moyen de raccordement disposé entre l’au moins un déflecteur et l’au moins une membrane, par exemple reliant l’au moins un axe de rotation de l’au moins un déflecteur à l’au moins une membrane, de préférence le moyen de raccordement est une barre ;
– de préférence le bord amont et/ou le bord aval de l’au moins un déflecteur de flux présente des propriétés magnétiques ;
– l’au moins un axe de rotation de l’au moins un déflecteur de flux est disposé le long d’une médiane de la forme géométrique dudit déflecteur, ou peut être disposé en-dehors de ladite médiane ;
– le dispositif comprend des moyens de translation horizontale et/ou verticale, de manière que l’au moins un déflecteur de flux se déplace dans n'importe quelle direction, par exemple de haut en bas, d'un côté à l'autre et/ou en diagonale.
De préférence, l’au moins une membrane peut présenter les caractéristiques suivantes :
- Formes de membranes : rectangulaire, triangulaire, trapézoïdale, hexagonale, cylindrique, circulaire, elliptique, discoïdale, tubulaire, ou une combinaison de ceux-ci ;
- Matériaux de membrane : élastomère, caoutchouc, polyuréthane, TPU, EPDM, silicone, nitrile, PTFE, PFA, ou même plastiques, ou métalliques, ou une combinaison de ceux-ci ;
- Nombre de membranes : membrane(s) seule ou multiples en série ou en parallèle, en phase ou déphasée ou en opposition de phase pour contrer les balourds, ou une combinaison de ceux-ci.
De préférence la membrane utilisée comprend des matériaux élastomères, plastiques, métalliques, ou polymères, naturels ou non.
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 polygonale 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, hexagonale, 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 peut présenter 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 d’autres aspects de l’invention, il peut être prévu :
– 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 du premier aspect ;
– un hydrogénérateur caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon l’une ou plusieurs des caractéristiques du premier aspect ;
– une pompe caractérisée en ce qu’elle comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon l’une ou plusieurs des caractéristiques du premier aspect ;
– un compresseur caractérisé en ce qu’elle comprend un dispositif générateur de flux fluidique selon l’une ou plusieurs des caractéristiques du premier aspect ;
– 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 de manière schématique, en vue de coupe latérale, un exemple de réalisation d’un dispositif générateur de flux fluidique de type longitudinal réalisé selon un premier exemple de réalisation, dans lequel comprenant deux déflecteurs mobiles selon un axe de pivotement respectif, un déflecteur amont et un déflecteur aval ;
La représente de manière schématique et en coupe diamétrale partielle, un second exemple de réalisation d’un dispositif générateur de flux fluidique, de type circulaire ;
La représente de manière schématique selon une vue en coupe partielle, un troisième exemple de réalisation d’un dispositif générateur de flux fluidique, de type longitudinal ;
La représente de manière schématique, selon une vue en coupe partielle, un quatrième exemple de réalisation d’un circulateur de fluide, de type cylindrique ;
La représente de manière schématique, en vue de profil l’agencement d’un déflecteur de flux au regard d’une membrane, la figure 5a montrant l’agencement au repos, la figure 5b montrant l’agencement lors d’ondulation ;
La représente de manière schématique, en vue de coupe latérale, un exemple de réalisation d’un dispositif générateur de flux fluidique de type longitudinal réalisé selon un cinquième exemple de réalisation, dans lequel comprenant des moyens de liaison entre les déflecteurs et une membrane ;
La représente de manière schématique, en vue de dessus ou de dessous une membrane discoïdale, d’un type conforme à la , entourée de segments de déflecteur de flux amont ;
La représente de manière schématique trois modes de réalisation de moyens de translation de déflecteur de flux, la figure 8a montrant un déflecteur représenté plusieurs fois pour illustrer les multiples positions possibles, le dispositif comprenant des moyens de translation de déflecteur uniquement, la figure 8b montrant des moyens de translation de déflecteur selon un autre mode de réalisation et un axe de rotation du déflecteur, la figure 8c montrant des moyens de translation de déflecteur selon encore un autre mode de réalisation et deux axes de rotation du déflecteur.
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 se reportant principalement à la on voit représenté partiellement un dispositif générateur de flux fluidique du type pompe 1 comprenant une membrane ondulante 2, déformable, en forme de lame ou nappe longitudinale, un orifice d’admission du fluide 3, un corps de pompe 4 définissant une chambre de propulsion 5 et un orifice de refoulement 6. Le corps de pompe 4 présente deux parois, formant deux flasques, disposées en vis-à-vis au-dessus et au-dessous de la membrane. En particulier, les parois ou les flasques coopèrent avec l’au moins une membrane afin de mettre en pression localement le fluide en présence afin de produire localement une augmentation de débit et/ou pression par rapport au milieu environnant.
Le corps de pompe définit une chambre de propulsion, au moins un orifice de refoulement et une membrane déformable associée à un moyen d’entraînement pour générer un mouvement d’ondulation de la membrane entre ses bords amont et aval, en l’occurrence ce mouvement d’ondulation se propage du bord amont vers le bord aval, la membrane ondulante étant apte à déplacer un fluide en direction de l’orifice de refoulement.
La membrane ondulante 2 est associée à un moyen d’entraînement ou d’actionnement (non représenté) permettant un mouvement d’ondulation de la membrane 2 entre ses bords amont 8 et aval 9. Le moyen d’entraînement sera avantageusement constitué par un actionneur relié directement ou par un élément de liaison au bord amont (non représenté) de la membrane 2.
L’actionnement de la membrane 2 permet de créer une ondulation se propageant du bord amont 8 en direction du bord aval 9 de la membrane 2. Un exemple d’ondulation de la membrane est illustré en figure 5b. Le fluide est quant à lui introduit par l’orifice d’admission 3 dans la chambre de propulsion 5 puis déplacé en direction de l’orifice de refoulement 6 par les ondulations de la membrane 2.
Pour améliorer ce transfert en direction de l’orifice de refoulement 6, le dispositif 1 comprend au moins un déflecteur de flux du fluide. Selon le mode de réalisation représenté à la , le dispositif comprend deux déflecteurs de flux 10 disposés dans la chambre de propulsion 5 de la membrane ondulante 2 : un déflecteur de flux amont 7a et un déflecteur de flux aval 7b.
Le déflecteur de flux amont s’étend le long du bord amont tout en étant en vis-à-vis et à distance de ce bord amont de la membrane. Le déflecteur amont s’étend préférentiellement le long du bord amont de la membrane et dans le prolongement de la membrane lorsque la membrane est observée selon une direction d’observation perpendiculaire à une direction d’écoulement sensiblement parallèle au déplacement de l’onde sur la membrane. Le déflecteur de flux aval s’étend le long du bord aval tout en étant en vis-à-vis et à distance de ce bord aval de la membrane. Le déflecteur aval s’étend préférentiellement le long du bord aval de la membrane et dans le prolongement de la membrane lorsque la membrane est observée selon une direction d’observation perpendiculaire à une direction d’écoulement sensiblement parallèle au déplacement de l’onde sur la membrane.
En outre, chaque déflecteur de flux 7a, 7b est pivotable au regard du corps de pompe ou du bâti en général. Le déflecteur de flux amont présente un arbre de pivotement 71. Le déflecteur de flux amont 7b présente un arbre de pivotement 72. En particulier le mouvement de l’au moins un déflecteur de flux est synchronisé avec le mouvement de l’au moins une membrane. En référence à la figure 5b, l’extrémité aval du déflecteur amont 7a est maintenue en vis-à-vis du bord amont 8 de la membrane 2 lors du mouvement de la membrane.
Ces déflecteurs permettent de canaliser le flux de fluide dans une direction sensiblement parallèle au déplacement de l’onde sur la membrane 2.
Le fluide, arrivant en amont de la membrane 2, est empêché par les déflecteurs de se déplacer transversalement au déplacement de l’onde et par conséquent le fluide ne peut s’écouler en-dessus ou en-dessous de la membrane 2 en fonction des ondulations de cette dernière.
Le différentiel de pression, ainsi conservé, assure une bonne propulsion du fluide par la partie de la membrane proche du bord amont 8 qui devient par conséquent plus efficace. La puissance hydraulique générée par le circulateur 1 est par conséquent augmentée.
Selon une caractéristique avantageuse il est prévu un déflecteur de flux aval 7b disposé en aval de la membrane 2 à proximité du bord aval 9 de la membrane 2.
Le fonctionnement du déflecteur de flux aval 7b est le même que celui de ceux situés en amont de la membrane 2 à savoir permettre en dirigeant le flux de fluide en sortie de membrane 2 de conserver un différentiel de pression assurant une bonne propulsion du fluide par le bord aval 9. De cette manière l’ensemble de la membrane 2 est utilisé efficacement et la puissance hydraulique du dispositif 1 est augmentée.
De préférence, le déflecteur 10 est avantageusement réalisé à partir d’un matériau souple, de façon à non seulement orienter le fluide mais également à favoriser sa propulsion. De manière avantageuse, on prévoit des moyens d’excitation du déflecteur souple de sorte que l’excitation du déflecteur 10 et de la membrane soient en opposition de phase.
Selon d’autres modes de réalisation on pourra utiliser un déflecteur rigide.
De manière à optimiser la répartition du fluide par rapport à la membrane on prévoit que le ou les déflecteurs 10 soient disposés parallèle au déplacement de l’onde sur la membrane 2.
L’au moins un déflecteur 10 peut également présenter une légère inclinaison pour répartir différemment le fluide entre l’espace situé au-dessus de la membrane 2 et celui situé au-dessous ou encore pour tenir compte de la position de l’orifice d’admission du fluide 3, ou de celui du refoulement 6.
Dans le cas où le dispositif générateur de flux fluidique est un propulseur hydraulique ne comprenant pas deux parois en-dessus et en-dessous ou comprenant une seule paroi formant un flasque, l’inclinaison pourra évoluer en cours de fonctionnement du propulseur en particulier liée à la vitesse de déplacement dudit propulseur. Par exemple l’inclinaison pourra être choisie pour favoriser l’écoulement dans l’espace situé entre le flasque et la membrane.
En se reportant à la , il est proposé un dispositif générateur de flux fluidique 1 de type circulaire, comprenant un corps de pompe 4 et une membrane ondulante 2 de forme discoïdale. Dans cet exemple de réalisation, on voit un premier déflecteur 10, dit déflecteur de flux amont 7a, en forme d’anneau entourant la membrane 2 au niveau de son bord amont 8 ainsi qu’un second déflecteur 10, dit déflecteur de flux aval 7b, disposé entre l’orifice de refoulement 6 et le bord aval 9 de la membrane. Les déflecteurs 10 agissent de la même manière que ceux prévus pour la membrane 2 en forme de lame longitudinale illustrée à la . L’axe de rotation du déflecteur est prévu à mi-distance entre l’extrémité amont et l’extrémité aval du déflecteur. Dans ce mode de réalisation la membrane discoïdale est souple de manière à autoriser l’inclinaison dans un sens puis dans l’autre.
Selon un mode de réalisation, le premier déflecteur 10, dit déflecteur de flux amont 7a forme un anneau continu de préférence présentant des propriétés élastiques autorisant un étirement ou une traction le long de l’une et/ou l’autre des arêtes extérieure et intérieure.
Selon un autre mode de réalisation représenté par la , le premier déflecteur 10, dit déflecteur de flux amont 7a comprend plusieurs déflecteurs dit segmentés. Chaque segment du déflecteur présente une forme en arc de cercle. Chaque déflecteur est une portion d’un anneau entourant la membrane 2. Chaque segment de déflecteur comprend un axe de rotation 71. De préférence, le déflecteur de flux aval 7b est réalisé de la même manière. De préférence, le nombre de segments de déflecteur augmente avec le l’augmentation du diamètre de la membrane.
Selon d’autres modes de réalisation, il est proposé en amont et/ou en aval de la membrane 2 au moins deux déflecteurs 10 superposés. A titre d’exemple en se reportant à la , trois déflecteurs superposés sont représentés. L’utilisation de plusieurs déflecteurs 10 superposés permet de séparer le flux principal en plusieurs flux superposés de fluide secondaires et permet de mieux canaliser chacun de ces flux afin d’obtenir des écoulements laminaires. Cette caractéristique avantageuse sera notamment adaptée lorsque la section de la chambre de propulsion 5 au niveau des déflecteurs est importante. En outre, l’axe de rotation (non visible) de chacun des déflecteurs 10 est prévu à mi-distance entre l’extrémité amont et l’extrémité aval desdits déflecteurs.
En référence à la , un troisième type de dispositif 1 comprend une membrane ondulante 2 de forme tubulaire. Dans ce type de dispositif, des déflecteurs cylindriques 10 sont disposés en amont et en aval de la membrane 2.
Selon un mode de réalisation, le premier déflecteur 10, dit déflecteur de flux amont 7a forme un anneau continu de préférence présentant des propriétés élastiques autorisant un étirement ou une traction le long de l’une et/ou l’autre des arêtes extérieure et intérieure.
Selon un autre mode de réalisation représenté, le premier déflecteur 10, dit déflecteur de flux amont 7a comprend plusieurs déflecteurs dit segmentés. Chaque segment du déflecteur présente une forme en arc de cercle. Chaque déflecteur est une portion d’un anneau disposé devant la membrane 2. Chaque segment de déflecteur comprend un axe de rotation similaire à celui représenté sur la . De préférence, le déflecteur de flux aval 7b est réalisé de la même manière. De préférence, le nombre de segments de déflecteur augmente avec le l’augmentation du diamètre de la membrane. De manière à éviter un transfert du fluide entre le déflecteur amont 10 et le bord amont 8 de la membrane ondulante 2 et entre le déflecteur aval 10 et le bord aval 9 de la membrane ondulante 2, les déflecteurs 10 sont disposés à une faible distance du bord de la membrane ondulante 2, ou de son support la reliant à l’actionneur, avantageusement inférieure au cinquantième de la longueur séparant les bords amont 8 et aval 9 de la membrane ondulante 2. En d’autres termes, le déflecteur de flux amont 7a est disposé à une distance du bord amont 8 de la membrane 2 qui est inférieure au cinquantième de la longueur séparant les bords amont 8 et aval 9. De manière similaire, le déflecteur de flux aval 7b peut être disposé à une distance du bord aval 9 de la membrane 2 qui est inférieure au cinquantième de la longueur séparant les bords amont 8 et aval 9.
Selon d’autres modes de réalisation, on pourra utiliser des déflecteurs plus éloignés des bords de la membrane ondulante 2.
Dans un autre mode de réalisation représenté à la , on peut faire en sorte que le déflecteur de flux amont 7a soit relié par une liaison souple 16a au bord amont 8 de la membrane 2, ce déflecteur de flux amont 7a formant avec la membrane 2 et avec la liaison souple 16, une séparation étanche entre deux espaces distincts de la chambre de propulsion 5.
Dans un autre mode de réalisation représenté à la , on peut aussi faire en sorte que le déflecteur de flux aval 7b soit relié par une deuxième liaison souple 16b au bord aval 9 de la membrane 2, ce déflecteur de flux aval 7b formant avec la membrane 2 et avec la deuxième liaison souple 16b, une séparation étanche entre deux espaces distincts de la chambre de propulsion 5 séparés entre eux par la membrane 2. On évite ainsi les flux transversaux de fluide entre ces deux parties/espaces de la chambre pendant le déplacement de l’onde sur la membrane 2.
En référence à la , il est proposé encore un autre type de dispositif 1, qui sera décrit par ses différences par rapport à ce qui précède, comprenant des moyens de translation de l’au moins un déflecteur agencés pour déplacer ce dernier en amont et/ou en aval de la membrane 2.
La figure 8a montre deux rails de translation T disposés de part et d’autre du déflecteur 10, par exemple un rail en amont et un rail en aval ou deux en amont et deux rails en aval du déflecteur. Les rails permettent de translater le déflecteur 10 selon une direction sensiblement perpendiculaire à la direction de déplacement D.
La figure 8b propose une combinaison des moyens de translation et de l’axe de rotation du déflecteur 10. Un rail de translation T est disposé au niveau de l’axe de rotation. Par exemple, le dispositif comprend un rail à chaque extrémité de l’axe ou l’arbre de rotation. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comprend un seul rail disposé au centre du déflecteur. De préférence le ou les rails de translation portent l’axe ou l’arbre de rotation.
Selon une autre variante de réalisation représentée par la figure 8c, le dispositif comprend des moyens de translation d’un type conforme aux moyens de translation de la figure 8a et deux axes ou arbres de rotation du déflecteur. Dans ce cas, le déflecteur présente un axe de rotation disposé au bord amont et un axe de rotation disposé au bord aval de la membrane.

Claims (10)

  1. Dispositif générateur de flux fluidique ou récupérateur d’énergie 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,
    - au moins une membrane (2) agencée pour mettre en mouvement le fluide ou être mise en mouvement par le fluide, présentant un bord amont (8) et un bord aval (9),
    - au moins un actionneur mettant en mouvement l’au moins une membrane ou étant actionné par le mouvement de l’au moins une membrane,
    caractérisé en ce qu’il comprend au moins un déflecteur de flux (10, 7a, 7b) disposé au moins en amont et/ou au moins en aval de l’au moins une membrane (2) et comprenant au moins un axe de rotation (71, 72) s’étendant transversalement à la direction de déplacement (D) et/ou des moyens de translation de l’au moins un déflecteur de flux.
  2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel l’au moins un déflecteur de flux (10, 7a, 7b) présente une extrémité amont et une extrémité aval et l’axe de rotation et/ou les moyens de translation se situent entre lesdites extrémités, de préférence à mi-distance entre lesdites extrémités.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins une membrane (2) présente une forme polygonale, de préférence rectangulaire, ou triangulaire, ou trapézoïdale, ou hexagonale et l’au moins un déflecteur de flux (10, 7a, 7b) présente une forme polygonale, de préférence rectangulaire, ou triangulaire, ou trapézoïdale, ou hexagonale.
  4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins une membrane (2) présente une forme discoïdale, et l’au moins un déflecteur de flux (10, 7a, 7b) présente une forme discoïdale.
  5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’au moins une membrane (2) présente une forme tubulaire, et l’au moins un déflecteur de flux (10, 7a, 7b) présente une forme tubulaire.
  6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins un déflecteur de flux amont (7a) disposé en amont de l’au moins une membrane (2) et au moins un déflecteur de flux aval (7b) disposé en aval de l’au moins une membrane (2).
  7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins deux déflecteurs de flux superposés (10) permettant de canaliser le flux de fluide principal en plusieurs flux superposés.
  8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’au moins un déflecteur de flux (10, 7a, 7b) est distinct de l’au moins une membrane.
  9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant des moyens de liaison mécanique entre l’au moins une membrane et l’au moins un déflecteur de flux.
  10. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, comprenant au moins une liaison souple, de préférence étanche, disposée entre une extrémité de l’au moins un déflecteur de flux (10, 7a, 7b) et un bord de l’au moins une membrane (2).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CA2767333A1 (fr) * 2008-08-01 2010-02-04 Ams R&D Sas Pompe a membrane ondulante perfectionnee
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