FR2471070A1 - Appareil notamment pour l'entrainement en rotation de generateurs electriques, de pompes ou autres machines - Google Patents

Abstract

L'INVENTION SE RATTACHE AU SECTEUR TECHNIQUE DE LA PRODUCTION DE L'ENERGIE ELECTRIQUE, DE LA COMMANDE DE MOTEURS, GENERATEURS OU CONVERTISSEURS ELECTRIQUES. L'APPAREIL COMPREND UN ARBRE TOURNANT 1 DONT L'UNE DES EXTREMITES 1 COOPERE AVEC LE OU LES GENERATEURS ELECTRIQUES A ENTRAINER G, L'AUTRE EXTREMITE 1 DUDIT ARBRE 1 ETANT SOLIDAIRE D'AU MOINS UN BRAS SUPPORT 5 RECEVANT DE PART ET D'AUTRE DE L'AXE D'ARTICULATION 1 UN OU DES MOTEURS ELECTRIQUES M, ACCOUPLES MECANIQUEMENT A DES HELICES OPPOSEES 7 OU AUTRES ORGANES, ET MONTES DE TELLE SORTE QU'APRES L'ALIMENTATION DESDITS MOTEURS M, LES HELICES 7 CREENT, PAR RAPPORT AUDIT AXE, DES FORCES PARALLELES F1 ET F2 DE MEME INTENSITE ET DE SENS CONTRAIRE POUR CREER UN COUPLE ASSURANT LA ROTATION EQUILIBREE DU BRAS 5 ET CONSEQUEMMENT CELLE DE L'ARBRE D'ENTRAINEMENT 1 DU OU DES GENERATEURS ELECTRIQUES G. L'INVENTION EST NOTAMMENT UTILISEE POUR L'ENTRAINEMENT DE GENERATEURS ELECTRIQUES.

Description

Lünvention a pour objet un appareil notaaient pour l'entrainement en rotation de générateurs électriques, de pompes ou autres machines.

L'objet de l'invention se rattache au secteur technique de la production de l'énergie électrique, de la commande des moteurs, générateuns ou concvertisseurs électriques.

Selon l'invention, on a voulu, à partir d'une tension d'ali- mentation 'rès faible, entraines un cu plusieurs générateurs
lectriques ou autres, au moyen d'un appareil de transmission, de conception simple et économique.

Cette économie mésulte en partie du fait que l'énergie népessaire à l'alimentation de l'appareil est d'une part peu importante et d'autre part peut être écupérée au moyen du ou des gé- négateurs alimentés par le dit appareil. .n effet, l'énergie four- nie par le ou les générateuns électriques est beaucoup plus importante que celle absorbée par l'appareil. Une quantité infime de cette énergie fournie peut-dnnc être réutilisée, après transformation convenable, pour l'alimentation e l'appareil, tandis que le reste important de la quantité d'énergie fournie est utilisée selon les convenances et besoins exprimes par l'utilisateur.

Une première caractéristique réside dans le fait que l'appareil comprend essentiellement un arbre 1 monté toumnt dans des paliers supports 2 et 3, l'une des extrémités 12 de l'arbre 1 coopérant, au moyen d'organes intermédiai-es appropriés 8
Saisant office de multiplicateur de vitesse, avec le ou les géné- raseurs électriques à entraîner G, l'autre extrémité 11 du dit arbre 1 étant solidaire, d'une manière perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire, d'au moins un bras support 5 s'étendant de part et d'autre de l'axe dudit arbre et sensiblement d'une ma- mère quidstante ; le bras support 5 recevant de part @ et d'aut@e de l'axe d'articulation 1 un ou des moteurs électriques M accou plés mécaniquement à des hélices opposées 7 et montée de telles sorte qu'après l'alimentation desdits moteurs M, les hélices 7 créent par rapport audit axe, des forces parallèles F1 et F2 de
ême intensité et de sens contraire pour créer un couple assurant la rotation du bras 5 et conséquemment celle de 1 arbre ''entrai- nement 1 du ou des générateurs électriques G avec un rapport de multiplication déterminé.

Ces caracté@istiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la descsiption.

Pour bien fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter, dans le dessin annexé :
La f Ligure 1 est une vue en perspective de l'appareil selon l'invention selon un exemple nullement limitatif de réalisation.

La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de l'appareil selon l'exemple de la figure 1.

La figure 3 est une vue de profil selon la flèche F de la figure 2.

La figure 4 est une vue de profil à caractère purement schématique montrant une variante de réalisation de l'appareil.

La figure 5 est un schéma synoptique montrant un exemple d' installation avec l'appareil selon l invention.

Afin de rendre plus concret l-ob et de l'invention, on le dé- crit maintenant d'une manière non Iimitsive en se référant aux exemples de réalisation des figures du dessin.

On voit figure 1 que l'appareil désigné dans son ensemble par
A comprend un arbre I mon tournant dans des paliers 2 et 3. Les paliers 2 et 3 sont fixés par tout moyen connu et approprié sur un bati-support 4.

L'une des extrémités 1 / de l'arbre 1 est solidaire d'au moins un bras vertical 5 monté d'une manière préférée, perpendiculaire à l'axe -de l'arbre enétant équidistant dudit axe.

Le montage du bras 5 sur l'arbre 1 s'effectue par tous moyens connus et appropriés Par exemple, l'arbre s'engage dans un alésage 51 du bras 5 et est immobilisé en translation par circlips 6 ou autres. Une clavette- 7 assure le blocage en rotation du bras 2 sur arbre 1 tout en autorisant son entraînement circulaire.

Selon l'invention, le bras 5 reçoit à chaque extrémité un ou des moteurs -, aptes à être alimentés sous une faible tensIon.

Les caractéristiques de ces moteurs sont choisies de telle sorte que leur puissance absorbée soit la plus faible possible. D'une manière importante, l'arbre de sortie de ses moteurs M reçoit en
ou autres orqanes bout une-hélice X pour créer respectivement une force F1 et F2 (figure 3).

Ces moteurs M, montés d'une manière équidistante à l'axe de rotation L sont disposés de façon à ce que l'arbre d'entraînement des hélices soit perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire l'axe de rotation 1, les hélices étant oppcsées. Les moteurs sont en nombre égal/de part et d'autre de l'axe de rotation.

Il résulte -de ces dispositions que l'entraînement en rotation des moteurs X, de caractéristiques fonctionnelles dentiques engendre par l'intermédiaire des hélices 7 des forces F1 et F2 parallèles, e même intensité et de sens contraire (figure 3) pour créer un couple lequel assurela rotation du bras 5.Le mouvement de ce coupe ainsi crée est égale au produit de la force par la longueur des bras de levier qui correspond à la distance i de 1' axe de rotation 1 aux points d'application de for ces F1 et F2, c' est-à-dire l'axe de rotation deshélices 7
La rotation du bras S entraîne conséquemment l'arbre 4 dont son autre extrémité 1 est reliée, par l'intermédiaire ou non d' organes multiplicateur de vitesse, à un ou des générateurs électriques notamment des alternateurs G.Par exemple; comme montré 2 aux figures au dessin l'extrémité 1 de l'arbre 1 reçoit une poulie 8 de gran diamètre qui transmet par courroie 9 son mouvement de rotation à l'arbre de l'alternateur G.

La puissance disporible sur l'arbre de commande 1 est fonction du couple lui-même fonction comme indiqué ci-dessus, des forces créées par les hélices 7, et de la longueur du bras de levier 1.

A cet effet, pour la variation de longueur du bras de levier, d'une manière équidistante à l'axe de rotation, les moteurs M M sont montés dans des supports 10 règlables en position sur le bras 5.

Par exemple, ces supports 10 sont montés sur Hes-glissières avec vis de manoeuvre, ou bien comme montré figures 1 et 2, les dits supports 10 coopèrent avec des lumières 52 formees selon l'axe longitudinal du bras 5.

L'alimentation des moteurs X s'effectue d'une-manière préférée, quoique non limitative, sous une tension continue de 12 volts.

Cette tension de 12 volts est obtenu-e soit à partir du secteur après transformation appropriée, soit à partir d'une batterie
B.

Quelle que soit la source choisie, le "moins" a est relié à la masse, par exemple la carcasse C de l'appareil, l-e "plus" b étant relié, par l'intermédiaire d'un organe de commutation 11 à une ba- gue conductrice 12, elle-même reliée électriquement à la borne ',plus" de chacun des moteurs M dont la borne "moins" est reliée évidemment à la masse (bras 5 par exemple).

La bague conductrice 12 est solidaire d'une manière fixe de l'arbre de commande 1 pour être entraînée en rotation, tandis que l'organe de commutation 11, par exemple constitué drun balai 13 constamment en appui sur la bague 12 et monté dans un port?-l-alai 131 de tout type-connu et approprié, est solidaire d'une partie fixe de l'appareil par exemple le palier 3 figures 1 et 2).Pour éviter un court-circuit, la bague conductrice 12 est isolée électriquement de l'arbre 1 (porté indirectement-au potentiel de la masse) au moyen par exemple d'une bague entre-toise 14 (figure 2) réalisée en toute matière- isolante. Le porte-balai 131 est également conformé pour assurer l'isolation du balai 13 par rapport à la masse
La bague conductrice 12 entraînée en rotation par- le bras 5 en même temps que l'arbre 1 fait office de collecteur, et permet la rotation du bras support des moteurs M indépendamment des fils d'amenée du t-ourant en provenant de la source pour leur éviter toute torsion néfaste.

Il est bien évident que le bras 5 peut-former simplement deux branches 53 et 54 directement opposées et équidistantes à l' axe 1 ou bien comme illustré figure 4; une pluralité de branches 55 symétriques et décalées angulairement d'une manière égale. Dans chacun des cas, chacune des branches reçoit un ou plusieurs moteurs M. Dans le cas d'un nombre relativement élevé de moteurs entraînement M, ces derniers sont reliés électriquement en pari- le le.

De même plusieurs bras à deux branches ou plus, peuvent être montés espacés sur le même arbre. Les hélices peuvent être, d'une manière connue, à pas variable, auto-orientables, auto-commandées formant régulateur. L'entraînement en- rotation du ou des générateurs électriques peut également s'effectuer au moyen d'un train de pigons de diamètres diff-érents pour faire office de rnultiplica tueur de vitesse.

D'une manière intéressante, on ncte que dans le cas où les moteurs d'entraînement M sont alimentés par une batterie B, cette dernière peut être auto-alimentée en récupérant une partie de 1' énergie fournie par le générateur électrique. Par exemple, comme montré figure 5, l'appareil A entraîne, comme indiqué précédemment, un alternateur G qui fournit d'une manière connue, une puis sance disponible pouvant être utilisée selon les convenances et besoins exprimés par l'utilisateur.Aux bornes de l'induit de 1' alternateur, il est également possible de recueillir une certain tension alternative qu'il suffit d'abaisser au moyen d'un transfor- moteur T (monophasé ou triphasé selon le fSpe d'alternateurs em- ployés) pour correspondre à la tension d'alimentation des moteurs
M, puis de transformer au moyen d'un pont redresseur R, cette tension alternative pour obtenir à la- sortie du pont redresseur
R, une tension continue apte à alimenter la batterie B.Dans le cas où le générateur électrique fourni une tension continue, on réalise d'une manière connue, L'opération inverse, c'est-à-dire transformation de cette tension continue en tension alternative au moyen d'un onduleur par exemple, puis abaissement de cette tension par un transformateur et enfin transformation / r'-e cette tension alternative basse en tension continue de même valeur au moyen par exemple d'unoedresseur.

Il est bien évident que l'appareil selon l'invention peut alimenter plusieurs alternateurs accouplés entre eux en parallèle par tout moyen connu et approprié. D'autres organes peuvent également être entraînés en rotation par llappareil tel que dynamo, pompes, etc...

Comme indiqué précédemment, l'arbre de sortie ils moteurs M peut recevoir en bout des organes, autres que les hélices, susceptibles de créer des forces opposées pour assurer un couple de rotation eu égard au bras 5. Par exemple, les moteurs M peuvent être solidaires de pignons ou autres tels que galets engrenant respectivement avec une même roue dentée fixe ou bien les moteurs
M peuvent être accouplés à des turbines à gaz.

Dans le cas où les moteurs sont en nombre inégal de part et dgautre de l'axe de rotation 1, il suffit d'interposer sur le bras 5, du côté où le nombre de moteurs est inférieur, un ou des contre-poids pour créer un équilibre.

Les avantages ressortent bien de la description,- en particulier, on souligne - La simplicité de réalisation.

- La faible consommation d'énergie nécessaire à l'alimentation de l'appareil.

- La possibilité de récupérer une partie dd l'énergie-- fournie par le ou les générateurs électriques entraînés par l'appareil pour autoriser son auto-alimentation.

L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d' application non plus qu'à ceux des modes de réalisation dises diverses parties ayant plus spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.

Claims (5)

REVENDICATIONS
1. -1- Appareil pour l'entrainement en rotation de générateurs électriques (G) notamment, pompes ou autres, caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement un arbre (1) monté tournant dans des pa lieras supports (2 et 3), l'une des extrémités (12) de l'arbre (1) coopérant au moyen d'organes intermédiaires appropriés (8) faisant office de multiplicateur de vitesse, avec le ou les générateurs électriques à entraîner (G), l'autre extrémité (11) du dit arbre (l) étant solidaire, d'une manière perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire, dsau moins un bras support (5) s'éten- dans de part et d'autre de l'axe du dit arbre et sensiblement d' une manière équidistante ; le bras support (5) recevant de part et d'autre de liaxe d'articulation (l) un ou des moteurs électriques (M), accouplés mécaniquement à des hélices opposées (7) ou autres organes, et-montés de telle sorte qu'après l'alimenta- tion desdits moteurs (M), les hélices (7) créent, par rapport au dit axe, des forces- paraleles (Fl et F2) de même intensité et de sens contraire pour créer un couple assurant la rotation équi- libre du bras (5) et conséquemment celle de l'arbre d'entrainement (1) du ou des générateurs électriques (G) avec un rapport de multiplication déterminé.
2. -2- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moteurs (M) sont montés d'une manière équidistante à l'axe de rotation (1) et sont disposésde façon à ce que l'arbre d'entraînement des hélices (7) est perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à l'axe de rotation (1), les hélices (7) par rapport au dit axe (l) étant opposées, tandis que les moteurs (M) sont en nombre égal ou inégal avec ou sans contrepoids interposés de part et d'autre de l'axe de rotation (1) pour créer un équilibre.
3. -3- Appareil selon l'une quelconque des revendications l et 2, ca ractérisé en ce que les moteurs (M) sont montés dans des supports (10) règlables en position sur le bras (5) par rapport à l'axe d' articulation (1) pour faire varier la longueur du bras de levier (1) en vue d'augmenter ou de diminuer la valeur du couple et conséquemment la puissance disponible sur l'arbre (1).
4. -4- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'alimentation des moteurs (M) s'effectue sous une faible tension continue obtenue à partir du secteur ou à partir d'une batterie autonome (B).
5. -5- Appareil selon l'une quelconque. des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que le "moins" (a) de la source est relié électriquement à la masse de l'appareil tandis que le "plus" (b) de la source est relié, par l'intermédiaire d'un organe de commutation (ll) tel un porte-balai (l3-l3l), à une bague conductrice (12) solidaire d'une manière fixe de l'arbre de rotation (1), la dite bague conductrice (12) étant reliée électriquement à la borne "plus" des moteurs (M) dont la-borne "moins" est reliée à la masse.

   -5- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bague conductrice (12) est isolée électriquement de l'arbre (1) au moyen par exemple d'une bague entretoise (14) réalisée en toute matière isolante ; le porte-balai (11) étant solidaire d'une partie fixe de. l'appareil en étant également isolé de cette partie fixe susceptible d'être portée au potentiel de la masse.

   -7- Appareil selon l'une quelconque des revendications l, 2, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que le bras (5) est formé de deux branches (53 et 54) directement opposées et équidistantes de l' axe (1), chacune des branches (53 et 54) recevant un ou plusieurs moteurs électriques (M).

   -8- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 et 6, caractérisé en ce que le bras (5) est formé d'une pluralité de branches radiales (55) symétriques et décalées angulairement d'une manière égale, chacune des branches recevant un ou plusieurs moteurs élecriques (M).

   -9- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8, caractérisé en ce que, dans le cas de l'alimentation des moteurs (M), au moyen d'une batterie (B), celle-ci est autoalimentée par une partie de l'énergie captée à la sortie du ou des générateurs électriques, cette partie de l'énergie captée étant convenablement transformée pour correspondre à la valeur et à la forme de la tension de la batterie (B).