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Title:
ROTARY ENERGY-CONVERSION DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/111043
Kind Code:
A2
Abstract:
Rotary device (1) suitable for converting the energy from the flow of a fluid into rotational mechanical energy or, vice versa, using rotational mechanical energy to generate a fluid flow and/or pressure, comprising: - a stator (2); - a rotor (3) that rotates relative to the stator (2), about a main axis of rotation (A1 ), - a plurality of blades (4, 5, 6, 7), that are mounted so as to rotate about secondary axes of rotation (A4, A5, A6, A7), - means for synchronizing the continuous movements of rotation of the blades (4, 5, 6, 7) with the continuous movement of rotation of the rotor (3) about the main axis of rotation (A1 ), wherein the synchronizing means are a cam/cam follower system (8, 9) comprising at least one cam (8) and one cam follower (9).

Inventors:
KACH GEORGES (FR)
Application Number:
PCT/FR2020/000268
Publication Date:
June 10, 2021
Filing Date:
December 07, 2020
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Assignee:
EFFIPOWER SAS (FR)
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Claims:
Revendications

[Revendication 1] Dispositif rotatif (1) convenant pour transformer l’énergie de l’écoulement d’un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et/ou une pression à partir d’une énergie mécanique de rotation, comprenant :

- un stator (2) ;

- un rotor (3) monté tournant par rapport au stator (2), suivant un axe de rotation principal (A1),

- une pluralité de pales (4, 5, 6, 7), réparties angulairement autour de l’axe de rotation principal (A1), lesdites pales étant montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires (A4, A5, A6, A7) contenus dans un même plan perpendiculaire à l’axe de rotation principal (A1), les axes de rotation secondaires étant tangents à un même cercle centré sur l’axe de rotation principal (A1),

- des moyens de synchronisation assurant la synchronisation des mouvements continus de rotation des pales (4, 5, 6, 7), avec le mouvement continu de rotation du rotor (3) autour de l’axe de rotation principal (A1), de sorte que lorsque le rotor (3) fait un nombre entier de M tour(s) complet(s) autour de l’axe de rotation principal (A1), chaque pale (4, 5, 6, 7) effectue un nombre entier de N tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation secondaire (A4, A5, A6, A7), caractérisé en ce que les moyens de synchronisation sont un système de came/suiveur de came (8, 9) comprenant au moins une came (8) et un suiveur de came (9) et en ce que :

- selon une première possibilité, ladite au moins une came (8) est solidaire du stator (2) et ledit suiveur de came (9) est solidaire de chacune des pales (4, 5, 6, 7) dans le cas où le rotor (3) embarque ladite pluralité de pales (4, 5, 6, 7),

- selon une seconde possibilité ladite au moins une came (8) est solidaire du rotor et ledit suiveur de came (9) est solidaire de chacune des pales (4, 5, 6, 7) dans le cas où le stator embarque ladite pluralité de pales (4, 5, 6, 7).

[Revendication 2] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 1 , dans lequel le stator (2) selon la première possibilité, alternativement le rotor selon la seconde possibilité, comprend une enveloppe externe (21) d’axe confondu avec l’axe de rotation principal (A1), entourant l’ensemble des pales, ladite enveloppe externe présentant une face intérieure (FI21) et une face extérieure (FE21), et dans lequel le système de came/suiveur de came (8, 9) comprend :

- au moins une came (8) solidaire de l’enveloppe externe (21), en particulier de sa face intérieure (FI21),

- au moins un suiveur de came (9) solidaire de chacune des pales (4, 5, 6, 7).

[Revendication 3] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 2, dans lequel la au moins une came (8) comporte une aile (81) faisant saillie depuis ladite face intérieure (FI21) de l’enveloppe externe (21), définissant deux parois de guidage (82, 83) : une première paroi de guidage (82) et une deuxième paroi de guidage (83), et le au moins un suiveur de came (9) comporte une échancrure (91) ménagée dans la pale (4, 5, 6, 7), définissant également deux parois de guidage (92, 93) : une première paroi de guidage (92) et une deuxième paroi de guidage (93), ladite aile (81) et ladite échancrure (91) étant configurées de sorte à ce que ladite échancrure (91) reçoive intérieurement ladite aile (81), avec la première paroi de guidage (82) de l’aile (81) en vis-à-vis de la première paroi de guidage (92) de l’échancrure (91), et la deuxième paroi de guidage (83) de l’aile (81) en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage (93) de l’échancrure (91), en autorisant le coulissement de l’aile (81) par rapport à l’échancrure (91), lors de la rotation du rotor (3) par rapport au stator (2) autour de l’axe de rotation principal (A1).

[Revendication 4] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 3, dans lequel ladite aile (81) est de section transversale de forme sensiblement triangulaire et ladite échancrure (91) est de forme sensiblement triangulaire.

[Revendication 5] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le stator (2) et le rotor (3) présentent chacun une extrémité inférieure (E2I, E3I) et une extrémité supérieure (E2S, E3S), l’axe de rotation principal (A1) du rotor (3) étant monté sur le stator (2) par l’intermédiaire de deux articulations (31) positionnées chacune au niveau d’une extrémité du stator (2) : l’extrémité inférieure (E2I), respectivement supérieure (E2S), et dans lequel ladite aile (81) décrit une hélice, autour de l’axe de rotation principal (A1), ladite aile (81) présentant deux extrémités longitudinales (84, 85), une extrémité longitudinale inférieure (84), saillante depuis l’extrémité inférieure (E2I) vers l’extrémité supérieure (E2S) du stator (2) et étant orientée sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal (A1), et une extrémité longitudinale supérieure (85), saillante depuis l’extrémité supérieure (E2S) vers l’extrémité inférieure (E2I) du stator (2) et orientée également sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal (A1).

[Revendication 6] Dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel lesdites pales (4, 5, 6, 7), sensiblement identiques, tournent dans le même sens et balaient toutes un même volume par référence au stator (2), ledit dispositif rotatif (1) comprenant plusieurs chambres de travail (C4, C5, C6, C7) pour les pales (4, 5, 6, 7), le volume interne de chaque chambre de travail (C4, C5, C6, C7) étant balayé par les pales (4, 5, 6, 7), chaque chambre de travail (C4, C5, C6, C7) présentant une entrée de fluide et une sortie de fluide, respectivement aux deux extrémités de la chambre de travail, et par lesquelles entrent et sortent les pales (4, 5, 6, 7), le volume interne desdites chambres de travail étant défini au moins par un inter-espace défini entre:

- ladite enveloppe externe (21) solidaire du stator (2),

- une ceinture interne (32), solidaire du rotor (3), et dans lequel ledit système de came/suiveur de came présente plusieurs ailes (81), lesdites ailes (81) divisant l’inter-espace défini entre ladite enveloppe externe (21) et la ceinture interne (32) en lesdites plusieurs chambres de travail (C4, C5, C6, C7), distinctes et juxtaposées, simultanément balayées, chacune par au moins une partie d’au moins une pale (4, 5, 6, 7), lesdites pales (4, 5, 6 ,7) présentant chacune un nombre d’échancrures (91) supérieur ou égal au nombre d’ailes (81), lesdites ailes (81) étant réparties autour de l’axe de rotation principal (A1) sur 360° avec des zones de recouvrement entre ailes (81) de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale (4, 5, 6, 7), quelle que soit la position du rotor (3) par rapport au stator (2), au moins une aile (81), de l’une des cames (8), engagée dans une échancrure (91) de l’un des suiveurs de came (9) de la pale (4, 5, 6, 7).

[Revendication 7] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 6, dans lequel ledit système de came/suiveur de came (8, 9) présente quatre ailes (81), chaque aile (81) décrivant une hélice autour de l’axe de rotation principal (A1), s’étendant sensiblement à 180° autour de l’axe de rotation principal (A1), lesdites hélices étant décalées angulairement d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal (A1), de sorte que les extrémités longitudinales supérieures (85) de deux ailes (81) successives soient décalées d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal (A1), les quatre ailes (81) divisant l’inter-espace entre l’enveloppe externe (21) et la ceinture interne (32) en quatre chambres de travail (C4, C5, C6, C7) distinctes et juxtaposées autour dudit axe de rotation principal (A1), et dans lequel, ledit dispositif rotatif (1) comprend au moins quatre pales (4, 5, 6, 7), réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation principal (A1), chaque pale (4, 5, 6, 7) se présentant sous la forme d’un disque centré sur l’axe de rotation secondaire (A4, A5, A6, A7) associé, chaque pale (4, 5, 6, 7) présentant quatre échancrures (91), réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation secondaire (A4, A5, A6, A7) de la pale (4, 5, 6, 7), et s’étendant selon une direction radiale de la pale (4, 5, 6, 7), divisant la pale en quatre secteurs, les quatre secteurs de la pale (4, 5, 6, 7) balayant respectivement les quatre chambres de travail (C4, C5, C6, C7) lors d’un tour complet du rotor (3) par rapport au stator (2) autour de l’axe de rotation principal (A1).

[Revendication 8] Dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 3 à 7, comportant en plus des moyens d’écartement, configurés de sorte à maintenir un jeu entre la première paroi de guidage (82) de ladite aile (81) et la première paroi de guidage (92) de ladite échancrure (91), ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage (83) de ladite aile (81) et la deuxième paroi de guidage (93) de ladite échancrure (91), lors de la rotation dudit rotor (3) autour de l’axe de rotation principal (A1) et de la rotation desdites pales (4, 5, 6, 7) autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs (A4, A5, A6, A7).

[Revendication 9] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 8, dans lequel lesdits moyens d’écartement comportent au moins un élément de roulement (94R) disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage (92, 93) de l’échancrure (91) du suiveur de came (9), configuré pour rouler sur une paroi de guidage (82, 83) de l’aile (81) de la came (8).

[Revendication 10] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 8 ou 9, dans lequel lesdits moyens d’écartement comportent au moins un patin de glissement (94P) dans un matériau à plus faible coefficient de frottement avec le matériau de l’aile (81) de la came (8) que le coefficient de frottement entre le matériau du corps de la pale (4, 5, 6, 7) et le matériau de l’aile (81) de la came (8), tel que le TEFLON®, ledit patin de glissement étant disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage (92, 93) de l’échancrure (91) du suiveur de came (9), et étant configuré pour glisser sur une paroi de guidage (82, 83) de l’aile (81) de la came (8).

[Revendication 11] Dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 8 à 10, dans lequel lesdits moyens d’écartement comportent :

- une pluralité de sillons (86), chaque sillon (86) étant ménagé sur ladite enveloppe externe (21) débouchant sur une chambre de travail (C4, C5, C6, C7) au niveau de la face intérieure (FI21) de l’enveloppe externe (21), chaque sillon

(86) , définissant deux parois de guidage (87, 88) : une première paroi de guidage

(87) et une deuxième paroi de guidage (88),

- une pluralité de saillies (96), chacune solidaire d’une pale (4, 5 ,6 ,7), chaque saillie (96) définissant également deux parois de guidage (97, 98) : une première paroi de guidage (97) et une deuxième paroi de guidage (98), dans lequel chacun desdits sillons (86) et chacune desdites saillies (96) sont configurés de sorte que chaque sillon (86) reçoive intérieurement une saillie (96), avec la première paroi de guidage (87) dudit sillon (86) en vis-à-vis de la première paroi de guidage (97) de ladite saillie (96), et la deuxième paroi de guidage (88) dudit sillon (86) en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage (98) de ladite saillie (96), en autorisant le coulissement de la saillie (96) par rapport au sillon (86), lors de la rotation du rotor (3) par rapport au stator (2) autour de l’axe de rotation principal (A1) et de la rotation des pales (4, 5, 6, 7) autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs (A4, A5, A6, A7), et dans lequel chaque sillon (86) décrit sur la face intérieure (FI21) de l’enveloppe externe (21) une hélice autour de l’axe de rotation principal (A1) entre l’ouverture d’entrée d’une chambre de travail (C4, C5, C6, C7) et son ouverture de sortie, lesdits sillons (86) étant répartis autour de l’axe de rotation principal (A1) sur 360° avec des zones de recouvrement entre sillons (86) de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale (4, 5, 6, 7), quelle que soit la position du rotor (3) par rapport au stator (2), au moins une saillie (96) solidaire de la pale (4, 5, 6, 7) engagée dans un sillon (86). [Revendication 12] Dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 1 à 11 , dans lequel le rotor (3) selon la première possibilité, le stator selon la seconde possibilité, comporte un carter (33), présentant une paroi supérieure (33S), une paroi inférieure (33I) et une paroi latérale (33L) s’étendant entre la paroi supérieure (33S) et la paroi inférieure (33I), l’axe de rotation principal (A1) s’étendant entre ladite paroi supérieure (33S) et ladite paroi inférieure (33I) du carter (33), ledit carter (33) présentant une pluralité de fentes (34) ménagées dans la paroi latérale (33L) du carter (33), et parallèles à l’axe de rotation principal (A1), chaque pale (4, 5, 6, 7) étant positionnée au niveau d’une fente (34), de sorte que la partie de ladite pale (4, 5, 6, 7) saillante vers l’axe de rotation principal (A1) est positionnée à l’intérieur du carter (33), tandis que le reste de la pale (4, 5, 6, 7) est positionné à l’extérieur du carter (33).

[Revendication 13] Dispositif rotatif (1) selon la revendication 12, dans lequel, au niveau de chaque fente (34) du carter (33), un capotage (35) est prévu, positionné à l’intérieur dudit carter (33) et recevant intérieurement ladite pale (4, 5, 6, 7) positionnée au niveau de ladite fente (34), le capotage (35) s’étendant sur tout le pourtour de la fente (34), et étant configuré de sorte à assurer l’étanchéité au fluide entre l’intérieur et l’extérieur du carter (33) au niveau de ladite fente (34).

[Revendication 14] Utilisation du dispositif rotatif (1) selon l’une des revendications 1 à 13 en tant que turbomachine pour une ou plusieurs des applications prises dans le groupe suivant :

- ventilation,

- aspiration,

- éolienne,

- hydrolienne,

- turbine hydraulique,

- pompage,

- propulsion,

- turbinage,

- turbinage-pompage.

Description:
Description

Titre : Dispositif rotatif de transformation de l’énergie

Domaine technique

L’invention est relative à un dispositif rotatif convenant pour transformer l’énergie de l’écoulement d’un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et éventuellement une pression à partir d’une énergie mécanique de rotation.

Technique antérieure

L’invention concerne plus particulièrement les dispositifs rotatifs enseignés par le document FR 2 950 113 A1 du présent demandeur qui se distinguent de l’état de la technique par un haut rendement énergétique dans les deux directions et sur une large plage de régimes.

Un tel dispositif comprend, un stator, un rotor monté tournant par rapport au stator, suivant un axe de rotation principal, ainsi qu’une pluralité de pales, réparties angulairement autour de l’axe de rotation principal. Selon cet enseignement du document FR 2 950 113 A1 , lesdites pales sont montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires, lesdits axes de rotation secondaires étant contenus dans un même plan perpendiculaire à l’axe de rotation principal, les axes de rotation secondaires étant tangents à un même cercle centré sur l’axe de rotation principal.

Un tel dispositif comprend également des moyens de synchronisation assurant la synchronisation des mouvements continus de rotation des pales avec le mouvement continu de rotation du rotor autour de son axe de rotation principal. Ces moyens de synchronisation sont déterminés de façon à ce que chaque pale effectue un nombre entier de N tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation secondaire lorsque le rotor fait un nombre entier de M tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation principal.

Avantageusement, lesdites pales sensiblement de formes identiques tournent dans le même sens et balaient toutes un même volume par référence au stator lorsque les pales sont solidaires en rotation dudit rotor, rendant possible de canaliser le fluide dans une ou plusieurs chambres de travail balayées par les pales, chacune des chambres étant pourvue à ses extrémités d’une entrée de fluide par laquelle rentrent les pales, et d’une sortie de fluide par laquelle sortent les pales. La ou les chambres de travail sont ainsi formées par des inter-espaces entre au moins deux parois, y compris une enveloppe externe solidaire du stator, et une ceinture interne, solidaire du rotor, présentant des fentes de passage pour les pales.

Ce document enseigne plus particulièrement des moyens de synchronisation synchronisant la rotation des pales avec le rotor et reposant essentiellement sur l’utilisation d’engrenages, ce qui nécessite, selon les constatations de l’inventeur, d’utiliser des engrenages de précision, coûteux, grevant le coût total du dispositif.

Le but de la présente invention est de proposer un dispositif rotatif qui pallie les inconvénients précités, en proposant un dispositif de coût de revient modéré.

Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif, simplifiant les réglages des moyens de synchronisation.

Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif dont le montage et le démontage, voire la maintenance sont simplifiés.

Un autre but de la présente invention est de proposer un tel dispositif au rendement énergétique amélioré.

D’autres buts et avantages apparaîtront au cours de la description qui va suivre qui n’est donnée qu’à titre indicatif et qui n’a pas pour but de la limiter.

Résumé

Il est proposé un dispositif rotatif convenant pour transformer l’énergie de l’écoulement d’un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et/ou une pression à partir d’une énergie mécanique de rotation, comprenant :

- un stator;

- un rotor monté tournant par rapport au stator, suivant un axe de rotation principal,

- une pluralité de pales, réparties angulairement autour de l’axe de rotation principal, lesdites pales étant montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires contenus dans un même plan perpendiculaire à l’axe de rotation principal, les axes de rotation secondaires étant tangents à un même cercle centré sur l’axe de rotation principal,

- des moyens de synchronisation assurant la synchronisation des mouvements continus de rotation des pales, avec le mouvement continu de rotation du rotor autour de l’axe de rotation principal, de sorte que lorsque le rotor fait un nombre entier de M tour(s) complet(s) autour de l’axe de rotation principal, chaque pale effectue un nombre entier de N tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation secondaire. Selon l’invention, les moyens de synchronisation sont un système de came/suiveur de came comprenant au moins une came et un suiveur de came et :

- selon une première possibilité, ladite au moins une came est solidaire du stator et ledit suiveur de came est solidaire de chacune des pales dans le cas où le rotor embarque ladite pluralité de pales,

- selon une seconde possibilité ladite au moins une came est solidaire du rotor et ledit suiveur de came est solidaire de chacune des pales dans le cas où le stator embarque ladite pluralité de pales.

Dans l’ensemble de la présente demande, on entend par stator, la partie du dispositif rotatif prévue pour demeurer immobile en rotation autour de l’axe de rotation principal lors du fonctionnement du dispositif rotatif, tandis que l’on entend par rotor, la partie du dispositif rotatif prévue pour tourner autour dudit axe de rotation principal lors du fonctionnement du dispositif rotatif.

Selon des caractéristiques optionnelles de l’invention, prises seules ou en combinaison :

- le stator selon la première possibilité, alternativement le rotor selon la seconde possibilité, comprend une enveloppe externe d’axe confondu avec l’axe de rotation principal, entourant l’ensemble des pales, ladite enveloppe externe présentant une face intérieure et une face extérieure, et dans lequel le système de came/suiveur de came comprend :

- au moins une came solidaire de l’enveloppe externe, en particulier de la face intérieure,

- au moins un suiveur de came solidaire de chacune des pales ;

- la au moins une came comporte une aile faisant saillie depuis ladite face intérieure de l’enveloppe externe, définissant deux parois de guidage : une première paroi de guidage et une deuxième paroi de guidage, et le au moins un suiveur de came comporte une échancrure ménagée dans la pale, définissant également deux parois de guidage : une première paroi de guidage et une deuxième paroi de guidage, ladite aile et ladite échancrure étant configurées de sorte à ce que ladite échancrure reçoive intérieurement ladite aile, avec la première paroi de guidage de l’aile en vis-à-vis de la première paroi de guidage de l’échancrure, et la deuxième paroi de guidage de l’aile en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage de l’échancrure, en autorisant le coulissement de l’aile par rapport à l’échancrure, lors de la rotation du rotor par rapport au stator autour de l’axe de rotation principal ;

- ladite aile est de section transversale de forme sensiblement triangulaire et ladite échancrure est de forme sensiblement triangulaire ; - le stator et le rotor présentent chacun une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, l’axe de rotation principal du rotor étant monté sur le stator par l’intermédiaire de deux articulations positionnées chacune au niveau d’une extrémité du stator : l’extrémité inférieure, respectivement supérieure du stator, et ladite aile décrit une hélice, autour de l’axe de rotation principal, ladite aile présentant deux extrémités longitudinales, une extrémité longitudinale inférieure, saillante depuis l’extrémité inférieure vers l’extrémité supérieure du stator et étant orientée sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal, et une extrémité longitudinale supérieure, saillante depuis l’extrémité supérieure vers l’extrémité inférieure du stator et orientée également sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal ;

- lesdites pales, sensiblement identiques, tournent dans le même sens et balaient toutes un même volume par référence au stator, ledit dispositif rotatif comprenant plusieurs chambres de travail pour les pales, le volume interne de chaque chambre de travail étant balayé par les pales, chaque chambre de travail présentant une entrée de fluide et une sortie de fluide, respectivement aux deux extrémités de la chambre de travail, et par lesquelles entrent et sortent les pales, le volume interne desdites chambres de travail étant défini au moins par un inter-espace défini entre:

- ladite enveloppe externe solidaire du stator,

- une ceinture interne, solidaire du rotor, et ledit système de came/suiveur de came présente plusieurs ailes, lesdites ailes divisant l’inter-espace défini entre ladite enveloppe externe et la ceinture interne en lesdites plusieurs chambres de travail, distinctes et juxtaposées, simultanément balayées, chacune au moins par une partie d’au moins une pale, lesdites pales présentant chacune un nombre d’échancrures supérieur ou égal au nombre d’ailes, lesdites ailes étant réparties autour de l’axe de rotation principal sur 360° avec des zones de recouvrement entre ailes de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale, quelle que soit la position du rotor par rapport au stator, au moins une aile de l’une des cames engagée dans une échancrure de l’un des suiveurs de came de la pale ;

- ledit système de came/suiveur de came présente quatre ailes, chaque aile décrivant une hélice autour de l’axe de rotation principal, s’étendant sensiblement à 180° autour de l’axe de rotation principal, lesdites hélices étant décalées angulairement d’un angle de 90 “autour de l’axe de rotation principal, de sorte que les extrémités longitudinales supérieures de deux ailes successives soient décalées d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal, les quatre ailes divisant l’inter-espace entre l’enveloppe externe et la ceinture interne en quatre chambres de travail distinctes et juxtaposées autour dudit axe de rotation principal, et ledit dispositif rotatif comprend au moins quatre pales, réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation principal, chaque pale se présentant sous la forme d’un disque centré sur l’axe de rotation secondaire associé, chaque pale présentant quatre échancrures, réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation secondaire de la pale, et s’étendant selon une direction radiale de la pale, divisant la pale en quatre secteurs, les quatre secteurs de la pale balayant respectivement les quatre chambres de travail lors d’un tour complet du rotor par rapport au stator, autour de l’axe de rotation principal ;

- ledit dispositif rotatif comporte en plus des moyens d’écartement, configurés de sorte à maintenir un jeu entre la première paroi de guidage de ladite aile et la première paroi de guidage de ladite échancrure, ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage de ladite aile et la deuxième paroi de guidage de ladite échancrure, lors de la rotation dudit rotor autour de l’axe de rotation principal et de la rotation desdites pales autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs ;

- lesdits moyens d’écartement comportent au moins un élément de roulement disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage de l’échancrure du suiveur de came, configuré pour rouler sur une paroi de guidage de l’aile de la came ;

- lesdits moyens d’écartement comportent au moins un patin de glissement, dans un matériau à plus faible coefficient de frottement avec le matériau de l’aile de la came que le coefficient de frottement entre le matériau du corps de la pale et le matériau de l’aile de la came, tel que le TEFLON®, ledit patin de glissement étant disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage de l’échancrure du suiveur de came, configuré pour glisser sur une paroi de guidage de l’aile de la came ;

- lesdits moyens d’écartement comportent :

- une pluralité de sillons, chaque sillon étant ménagé sur ladite enveloppe externe, débouchant sur une chambre de travail, au niveau de la face intérieure de l’enveloppe externe, chaque sillon définissant deux parois de guidage : une première paroi de guidage et une deuxième paroi de guidage,

- une pluralité de saillies, chacune solidaire d’une pale, chaque saillie définissant également deux parois de guidage : une première paroi de guidage et une deuxième paroi de guidage, chacun desdits sillon et chacune desdites saillies étant configurés de sorte que chaque sillon reçoive intérieurement une saillie, avec la première paroi de guidage du sillon en vis-à-vis de la première paroi de guidage de la saillie, et la deuxième paroi de guidage du sillon en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage de la saillie, en autorisant le coulissement de la saillie par rapport au sillon, lors de la rotation du rotor par rapport au stator autour de l’axe de rotation principal et de la rotation des pales autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs, chaque sillon décrivant sur la face intérieure de l’enveloppe externe une hélice autour de l’axe de rotation principal entre l’ouverture d’entrée d’une chambre de travail et son ouverture de sortie, lesdits sillons étant répartis autour de l’axe de rotation principal sur 360° avec des zones de recouvrement entre sillons de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale, quelle que soit la position du rotor par rapport au stator, au moins une saillie solidaire de la pale engagée dans un sillon ;

- le rotor selon la première possibilité, le stator selon la seconde possibilité, comporte un carter, présentant une paroi supérieure, une paroi inférieure et une paroi latérale s’étendant entre la paroi supérieure et la paroi inférieure, l’axe de rotation principal s’étendant entre ladite paroi supérieure et ladite paroi inférieure du carter, ledit carter présentant une pluralité de fentes ménagées dans la paroi latérale du carter, et parallèles à l’axe de rotation principal, chaque pale étant positionnée au niveau d’une fente, de sorte que la partie de ladite pale saillante vers l’axe de rotation principal est positionnée à l’intérieur du carter, tandis que le reste de la pale est positionné à l’extérieur du carter ;

- au niveau de chaque fente du carter, un capotage est prévu, positionné à l’intérieur dudit carter et recevant intérieurement ladite pale positionnée au niveau de ladite fente, le capotage s’étendant sur tout le pourtour de la fente, et étant configuré de sorte à assurer l’étanchéité au fluide entre l’intérieur et l’extérieur du carter au niveau de ladite fente ;

- chaque sillon peut comporter en plus un prolongement amont et un prolongement aval, disposés respectivement en amont et en aval de la chambre de travail associée, l’écartement entre la première paroi de guidage dudit sillon et la deuxième paroi de guidage dudit sillon pouvant être plus large aux deux extrémités des prolongements du sillon qu’au niveau de la chambre de travail, ledit écartement pouvant diminuer progressivement depuis l’extrémité du prolongement amont dudit sillon jusqu’au niveau de l’ouverture d’entrée de la chambre de travail associée, de sorte à permettre à la saillie associée, lors de son rapprochement de la première ou de la deuxième paroi de guidage dudit sillon, au cours du fonctionnement dudit dispositif rotatif, d’avoir une trajectoire sensiblement parallèle, localement, à la première ou à la deuxième paroi de guidage dudit sillon, permettant ainsi d’éviter tout risque d’avoir un choc brutal entre ladite saillie et les parois de guidage dudit sillon, ledit écartement pouvant augmenter progressivement à partir du niveau de l’ouverture de sortie de la chambre de travail associée jusqu’à l’extrémité du prolongement aval dudit sillon, de sorte à permettre à la saillie associée de s’éloigner progressivement de la première paroi de guidage et de la deuxième paroi de guidage dudit sillon, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif ; - lesdits moyens d’écartement peuvent comporter en plus des moyens d’amortissement, configurés de sorte à amortir le choc entre ladite pale et ledit sillon, lorsque ladite saillie, attachée à ladite pale, entre en contact avec la première paroi de guidage ou bien avec la deuxième paroi de guidage dudit sillon, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif ;

- lesdits moyens d’amortissement peuvent comporter des éléments élastiques disposés au niveau de la liaison entre ladite saillie et ladite pale, de sorte à permettre à ladite saillie d’avoir au moins un degré de liberté élastique par rapport à ladite pale, tout en restant attachée à ladite pale ;

- ledit dispositif rotatif comporte en plus des moyens d’étanchéité, permettant de réduire les fuites de fluide à travers les différents jeux dudit dispositif rotatif, lesdits moyens d’étanchéité étant configurés de sorte à réduire :

- le jeu entre la première paroi de guidage de l’échancrure de chacun des suiveurs de came et la première paroi de guidage de l’aile de la came associée, ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage de l’échancrure de chacun des suiveurs de came et la deuxième paroi de guidage de l’aile de la came associée,

- le jeu entre le bord périphérique de chacune des pales et la face intérieure de l’enveloppe externe, débouchant sur une chambre de travail,

- le jeu entre le bord de l’aile de chacune des cames et la paroi latérale dudit carter,

- le jeu entre la paroi de chacune des fentes, ou de chacun des capotages, et la paroi de la pale associée ;

- lesdits moyens d’étanchéité comportent au moins un joint d’étanchéité disposé :

- au niveau de la première paroi de guidage de l’échancrure de chacun des suiveurs de came, configuré pour effleurer la première paroi de guidage de l’aile de la came associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif,

- au niveau de la deuxième paroi de guidage de l’échancrure de chacun des suiveurs de came, configuré pour effleurer la deuxième paroi de guidage de l’aile de la came associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif,

- au niveau du bord périphérique de chacune des pales, configuré pour effleurer la face intérieure de l’enveloppe externe, débouchant sur une chambre de travail, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif,

- au niveau du bord de l’aile de chacune des cames, configuré pour effleurer la paroi latérale dudit carter, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif, - au niveau de la paroi de chacune des fentes, ou de chacun des capotages, configuré pour effleurer la paroi de la pale associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif ;

- lesdits joints d’étanchéité desdits moyens d’étanchéité peuvent être en élastomère plus ou moins élastique ;

- lesdits joints d’étanchéité desdits moyens d’étanchéité peuvent porter un revêtement en matériau abradable, pouvant être usé par frottement et permettant de garantir la fiabilité dudit dispositif rotatif, lors de son fonctionnement, en cas de frottement entre les parties mobiles et les parties fixes dudit dispositif rotatif.

L’invention concerne encore une utilisation du dispositif rotatif selon l’invention en tant que turbomachine pour une ou plusieurs des applications prises dans le groupe :

- ventilation,

- aspiration,

- éolienne,

- hydrolienne,

- turbine hydraulique,

- pompage,

- propulsion,

- turbinage,

- turbinage-pompage.

Brève description des dessins

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 montre une vue en perspective d’un dispositif rotatif selon un mode de réalisation conforme à l’invention ;

- la figure 2 montre une vue en coupe, du dispositif rotatif de la figure 1 , selon la ligne ll-ll de la figure 1 ;

- la figure 3 montre une vue en perspective du dispositif rotatif de la figure 1 , dans laquelle certains éléments ont été ôtés ;

- la figure 4 montre une vue de détail d’une pale du dispositif rotatif de la figure

1 ; - la figure 5 montre une vue en perspective du rotor et des pales du dispositif rotatif de la figure 1 ;

- la figure 6 montre une vue de détail d’une pale et d’un capotage du dispositif rotatif de la figure 1 ;

- la figure 7 montre une vue de face d’une pale du dispositif rotatif de la figure 1 ;

- la figure 8 montre une vue en perspective d’un quart du stator et de deux pales du dispositif rotatif de la figure 1 ;

- la figure 9 montre une vue de face de la représentation du dispositif rotatif de la figure 8 ;

- la figure 10 montre une vue en perspective d’une pale isolée d’un dispositif rotatif selon un mode de réalisation conforme à l’invention ;

- la figure 11 montre une vue en perspective d’un dispositif rotatif, ayant quatre chambres de travail, selon un autre mode de réalisation conforme à l’invention, montrant l’enveloppe externe et les ailes ;

- la figure 12 montre une vue en perspective d’un quart des éléments visibles du dispositif rotatif de la figure 11 , montrant certaines parois d’une chambre de travail ;

- la figure 13 montre une vue en perspective des éléments de la figure 12, auxquels a été ajoutée une pale équipée de quatre saillies ;

- la figure 14 montre une vue en perspective des éléments de la figure 12, auxquels a été ajoutée une pale équipée de quatre éléments de roulement ;

- la figure 15 montre une vue en perspective d’une pale isolée d’un dispositif rotatif, selon un mode de réalisation conforme à l’invention, montrant des joints d’étanchéité disposés au niveau des parois de l’échancrure ainsi qu’au niveau du bord périphérique de la pale ;

- la figure 16 montre une vue en perspective d’un dispositif rotatif, ayant quatre chambres de travail, selon un autre mode de réalisation conforme à l’invention, montrant l’enveloppe externe, les ailes ainsi que le prolongement amont d’un sillon ;

- la figure 17 montre une vue de face d’une chambre de travail du dispositif rotatif de la figure 16, montrant un sillon avec ses deux prolongements, en amont et en aval de la chambre de travail. Description des modes de réalisation

Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.

L’invention concerne un dispositif rotatif 1 convenant pour transformer l’énergie de l’écoulement d’un fluide en énergie mécanique de rotation, ou inversement, engendrer un écoulement de fluide, et/ou une pression à partir d’une énergie mécanique de rotation, comprenant :

- un stator 2;

- un rotor 3 monté tournant par rapport au stator 2, suivant un axe de rotation principal A1 ,

- une pluralité de pales 4, 5, 6, 7, réparties angulairement autour de l’axe de rotation principal A1 , lesdites pales 4, 5, 6, 7 étant montées rotatives suivant des axes de rotation secondaires A4, A5, A6, A7 contenus dans un même plan perpendiculaire à l’axe de rotation principal A1 , les axes de rotation secondaires A4, A5, A6, A7 étant tangents à un même cercle centré sur l’axe de rotation principal A1 ,

- des moyens de synchronisation 8, 9 assurant la synchronisation des mouvements continus de rotation des pales 4, 5, 6, 7, avec le mouvement continu de rotation du rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 , de sorte que lorsque le rotor 3 fait un nombre entier de M tour(s) complet(s) autour de l’axe de rotation principal A1 , chaque pale 4, 5, 6, 7 effectue un nombre entier de N tour(s) complet(s) autour de son axe de rotation secondaire A4, A5, A6, A7.

Selon l’invention, les moyens de synchronisation 8, 9 sont un système de came/suiveur de came 8, 9 comprenant au moins une came 8 et un suiveur de came 9 et :

- selon une première possibilité, ladite au moins une came 8 est solidaire du stator 2 et ledit suiveur de came 9 est solidaire de chacune des pales 4, 5, 6, 7 dans le cas où le rotor 3 embarque ladite pluralité de pales 4, 5, 6, 7,

- selon une seconde possibilité ladite au moins une came 8 est solidaire du rotor et ledit suiveur de came 9 est solidaire de chacune des pales dans le cas où le stator embarque ladite pluralité de pales 4, 5, 6, 7.

Le fonctionnement du dispositif rotatif 1 selon l’invention correspond sensiblement à celui du dispositif rotatif décrit dans le document FR 2 950 113 A1.

Cependant, dans le dispositif rotatif 1 selon l’invention, il n’est pas nécessaire de prévoir de moyens de synchronisation employant des engrenages, à l’instar du document FR 2 950 113 A1 , la synchronisation du mouvement de rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 et des mouvements de rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires A4, A5, A6, A7 respectifs étant assuré uniquement par ledit système de came/suiveur de came 8, 9.

Un tel système de came/suiveur de came 8, 9 est de conception et de réalisation particulièrement simple, notamment en comparaison avec des moyens de synchronisation comprenant des engrenages comme dans les dispositifs connus de l’état de la technique, ce qui permet de diminuer le coût de revient d’un tel dispositif rotatif 1 , mais également d’augmenter le rendement énergétique d’un tel dispositif rotatif 1.

Avantageusement, lesdits moyens de synchronisation 8, 9 consistent uniquement en un système de came/suiveur de came 8, 9 comprenant au moins une came 8 et un suiveur de came 9 et :

- selon une première possibilité, ladite au moins une came 8 est solidaire du stator 2 et ledit suiveur de came 9 est solidaire de chacune des pales 4, 5, 6, 7 dans le cas où le rotor 3 embarque ladite pluralité de pales 4, 5, 6, 7,

- selon une seconde possibilité ladite au moins une came 8 est solidaire du rotor et ledit suiveur de came 9 est solidaire de chacune des pales 4, 5, 6, 7 dans le cas où le stator embarque ladite pluralité de pales 4, 5, 6, 7.

Sur les exemples de réalisation des figures 1 à 14, seule la première possibilité, dans laquelle le rotor 3 embarque la pluralité de pales 4, 5, 6, 7 est illustrée.

Selon un mode de réalisation, le stator 2 selon la première possibilité, alternativement le rotor selon la seconde possibilité, comprend une enveloppe externe 21 d’axe confondu avec l’axe de rotation principal A1 , entourant l’ensemble des pales 4, 5, 6, 7, ladite enveloppe externe présentant une face intérieure FI21 et une face extérieure FE21 , et dans lequel le système de came/suiveur de came 8, 9 comprend :

- au moins une came 8 solidaire de ladite enveloppe externe 21 , en particulier de sa face intérieure FI21 ,

- au moins un suiveur de came 9 solidaire de chacune des pales 4, 5, 6, 7.

Selon un mode de réalisation, la au moins une came 8 comporte une aile 81 faisant saillie depuis ladite face intérieure FI21 de l’enveloppe externe 21 , définissant deux parois de guidage 82, 83 : une première paroi de guidage 82 et une deuxième paroi de guidage 83, et le au moins un suiveur de came 9 comporte une échancrure 91 ménagée dans la pale 4, 5, 6, 7, définissant également deux parois de guidage 92, 93 : une première paroi de guidage 92 et une deuxième paroi de guidage 93, ladite aile 81 et ladite échancrure 91 étant configurées de sorte à ce que ladite échancrure 91 reçoive intérieurement ladite aile 81 , avec la première paroi de guidage 82 de l’aile 81 en vis-à-vis de la première paroi de guidage 92 de l’échancrure 91 , et la deuxième paroi de guidage 83 de l’aile 81 en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage 93 de l’échancrure 91 , en autorisant le coulissement de l’aile 81 par rapport à l’échancrure 91 , lors de la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1.

Avantageusement, et comme visible sur les exemples de réalisation des figures 1 à 3 et 8, ladite aile 81 peut être ménagée d’un seul tenant sur ladite enveloppe externe 21 , celle-ci étant par exemple réalisée par pliage de la tôle formant ladite enveloppe externe.

Alternativement, ladite aile 81 peut être réalisée sous la forme d’une pièce amovible par rapport à ladite enveloppe externe 21 et fixée à cette dernière par l’intermédiaire de moyen de fixation.

Afin que ladite échancrure 91 reçoive intérieurement ladite aile 81 , en autorisant le coulissement de l’aile 81 par rapport à l’échancrure 91 , les dimensions de celles-ci peuvent être prévues de sorte qu’un léger jeu de fonctionnement subsiste entre la première paroi de guidage 82 de l’aile 81 et la première paroi de guidage 92 de l’échancrure 91 , ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage 83 de l’aile 81 et la deuxième paroi de guidage 93 de l’échancrure 91 , lors de la rotation du rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 et de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7.

Selon un mode de réalisation, ladite aile 81 est de section transversale sensiblement triangulaire et ladite échancrure 91 est de forme sensiblement triangulaire.

Notamment, et comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 2 et 5 à 9, ladite section transversale de l’aile 81 et la forme de ladite échancrure 91 peuvent être triangulaires isocèles de sorte que les parois de guidage 82, 83 de l’aile 81 , respectivement les parois de guidage 92, 93 de l’échancrure 91 soient de longueurs sensiblement égales.

Une forme sensiblement trapézoïdale de la section transversale d’une aile 81 ou d’une échancrure 91 est considéré comme sensiblement triangulaire au sens de la présente invention.

Selon un mode de réalisation, le stator 2 et le rotor 3 présentent chacun une extrémité inférieure E2I, E3I et une extrémité supérieure E2S, E3S, l’axe de rotation principal A1 du rotor 3 étant monté sur le stator 2 par l’intermédiaire de deux articulations 31 positionnées chacune au niveau d’une extrémité du stator 2 : l’extrémité inférieure E2I, respectivement l’extrémité supérieure E2S.

Selon un tel mode de réalisation, ladite aile 81 décrit une hélice, autour de l’axe de rotation principal A1 , ladite aile 81 présentant deux extrémités longitudinales 84, 85, une extrémité longitudinale inférieure 84, saillante depuis l’extrémité inférieure E2I vers l’extrémité supérieure E2S du stator 2 et étant orientée sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal A1 , et une extrémité longitudinale supérieure 85, saillante depuis l’extrémité supérieure E2S vers l’extrémité inférieure E2I du stator 2 et orientée également sensiblement parallèlement à l’axe de rotation principal A1.

Une telle forme en hélice de ladite aile 81 avec de telles positions et orientations de ses extrémités longitudinales 84, 85, permet d’assurer la synchronisation de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7, avec la rotation du rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 par rapport au stator 2.

En effet, comme compréhensible des exemples de réalisation des figures 2, 8 et 9, lors de son déplacement le long de ladite aile 81 entre l’extrémité longitudinale inférieure 84 et l’extrémité longitudinale supérieure 85 de ladite aile 81 , entraînée par la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 , une pale 4, 5, 6, 7 va effectuer une rotation autour de son axe de rotation secondaire A4, A5, A6, A7 d’un angle correspondant à l’inclinaison de l’extrémité longitudinale supérieure 85 par rapport à l’extrémité longitudinale inférieure 84, et notamment un angle sensiblement égal à 180°.

Avantageusement, et afin d’améliorer la compacité du dispositif rotatif selon l’invention, et comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 1 et 2, l’extrémité inférieure E2I du stator 2 est située à proximité de l’extrémité inférieure E3I du rotor 3, tandis que l’extrémité supérieure E2S du stator 2 est située à proximité de l’extrémité supérieure E3S du rotor 3.

Comme visible sur les exemples de réalisation des figures 3 et 5, lesdites articulations 31 de l’axe A1 entre le rotor 3 et le stator 2 peuvent comporter chacune un roulement.

Selon un mode de réalisation, lesdites pales 4, 5, 6, 7, sensiblement identiques, tournent dans le même sens et balaient toutes un même volume par référence au stator 2.

Selon un tel mode de réalisation, ledit dispositif rotatif 1 peut comprendre plusieurs chambres de travail C4, C5, C6, C7 pour les pales 4, 5, 6, 7, le volume interne de chaque chambre de travail C4, C5, C6, C7 étant balayé par les pales 4, 5, 6, 7, chaque chambre de travail C4, C5, C6, C7 présentant une entrée de fluide et une sortie de fluide, respectivement aux deux extrémités de la chambre de travail C4, C5, C6, C7, et par lesquelles entrent et sortent les pales 4, 5, 6, 7, le volume interne desdites chambres de travail C4, C5, C6, C7 étant défini au moins par un inter-espace défini entre:

- ladite enveloppe externe 21 , solidaire du stator 2,

- une ceinture interne 32, solidaire du rotor 3.

Ledit système de came/suiveur de came peut présenter plusieurs ailes 81 , lesdites ailes 81 divisant l’inter-espace défini entre ladite enveloppe externe 21 et la ceinture interne 32 en lesdites plusieurs chambres de travail C4, C5, C6, C7, distinctes et juxtaposées, simultanément balayées, chacune par au moins une partie d’au moins une pale 4, 5, 6, 7.

Lesdites pales 4, 5, 6 ,7 présentent chacune un nombre d’échancrures 91 supérieur ou égal au nombre d’ailes 81 , lesdites ailes 81 étant réparties autour de l’axe de rotation principal A1 sur 360° avec des zones de recouvrement entre ailes 81 de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale 4, 5, 6, 7, quelle que soit la position du rotor 3 par rapport au stator 2, au moins une aile 81 , de l’une des cames 8, engagée dans une échancrure 91 de l’un des suiveurs de came 9 de la pale 4, 5, 6, 7.

Au niveau des zones de recouvrement entre cames, et comme visible sur l’exemple de réalisation de la figure 2, chaque pale 4, 5, 6, 7 est guidée par plusieurs ailes 81 , reçues simultanément respectivement dans plusieurs échancrures 91 de la pale 4, 5, 6, 7.

Par exemple, et selon un mode de réalisation particulier, ledit système de came/suiveur de came 8, 9 peut présenter quatre ailes 81 , chaque aile décrivant une hélice autour de l’axe de rotation principal A1 , s’étendant sensiblement à 180° autour de l’axe de rotation principal A1 , lesdites hélices étant décalées angulairement d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal A1 , de sorte que les extrémités longitudinales supérieures 85 de deux ailes 81 successives soient décalées d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal A1 , les quatre ailes 81 divisant l’inter-espace entre l’enveloppe externe 21 et la ceinture interne 32 en quatre chambres de travail C4, C5, C6, C7 distinctes et juxtaposées autour dudit axe de rotation principal A1 .

Selon un tel mode de réalisation, ledit dispositif rotatif 1 comprend au moins quatre pales 4, 5, 6, 7, réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe de rotation principal A1 , chaque pale 4, 5, 6, 7 se présentant sous la forme d’un disque centré sur l’axe de rotation secondaire A4, A5, A6, A7 associé, chaque pale 4, 5, 6, 7 présentant quatre échancrures 91 , réparties angulairement de façon régulière autour de l’axe A4, A5, A6, A7 de la pale 4, 5, 6, 7, et s’étendant selon une direction radiale de la pale 4, 5, 6, 7, divisant la pale en quatre secteurs, les quatre secteurs de la pale 4, 5, 6, 7 balayant respectivement les quatre chambres de travail C4, C5, C6, C7 lors d’un tour complet du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 .

Ainsi, grâce à cette disposition avantageuse de l’invention, les ailes 81 des cames 8 du dispositif rotatif 1 selon l’invention présentent une double fonction, en ce qu’elles permettent de délimiter lesdites quatre chambres de travail C4, C5, C6, C7 permettant le fonctionnement du dispositif rotatif 1 , tel que décrit notamment dans le document FR 2 950 113 A1 , tout en assurant la synchronisation de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6 et A7 avec la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1.

Avantageusement, pour réduire les frottements et empêcher tout contact entre les parois de guidage de l’aile 81 et les parois de guidage de l’échancrure 91 , le dispositif rotatif 1 selon l’invention comporte en plus des moyens d’écartement, configurés de sorte à maintenir un jeu entre la première paroi de guidage 82 de ladite aile 81 et la première paroi de guidage 92 de ladite échancrure 91 , ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage 83 de ladite aile 81 et la deuxième paroi de guidage 93 de ladite échancrure 91 , lors de la rotation dudit rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 et de la rotation desdites pales 4, 5, 6, 7, autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7.

Selon un mode de réalisation, comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 10, lesdits moyens d’écartement comportent au moins un élément de roulement 94R, disposé au niveau d’au moins une paroi de guidage 92, 93 de l’échancrure 91 du suiveur de came 9, configuré pour rouler sur une paroi de guidage 82, 83 de l’aile 81 de la came 8.

Avantageusement, comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 10, un élément de roulement 94R peut être prévu sur chacune des parois de guidage 92, 93 de l’échancrure 91 , lesdits éléments de roulement 94R étant avantageusement positionnés en vis-à-vis. Ledit au moins un élément de roulement 94R peut par exemple être un galet, monté tournant par rapport à la pale 4, 5, 6, 7, autour d’un axe de rotation (non représenté).

Alternativement ou en complément, et comme visible sur l’exemple de réalisation de la figure 4, lesdits moyens d’écartement peuvent comporter au moins un patin de glissement 94P dans un matériau à plus faible coefficient de frottement avec le matériau de l’aile 81 de la came 8 que le coefficient de frottement entre le matériau du corps de la pale 4, 5, 6, 7 et le matériau de l’aile 81 de la came 8, tel que le TEFLON®, configuré pour glisser sur une paroi de guidage 82, 83 de l’aile 81 de la came 8.

Selon un mode de réalisation, et comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 11 à 14, les moyens d’écartement comportent :

- une pluralité de sillons 86, chaque sillon 86 étant ménagé sur ladite enveloppe externe 21 débouchant sur la chambre de travail C4, C5, C6, C7, au niveau de la face intérieure FI21 de l’enveloppe externe 21 et, chaque sillon 86 définissant deux parois de guidage 87, 88 : une première paroi de guidage 87 et une deuxième paroi de guidage 88,

- une pluralité de saillies 96, chacune solidaire d’une pale 4, 5 ,6 ,7, chaque saillie 96 définissant également deux parois de guidage 97, 98 : une première paroi de guidage 97 et une deuxième paroi de guidage 98.

Ledit sillon 86 et ladite saillie 96 peuvent être configurés de sorte que chaque sillon 86 reçoive intérieurement une saillie 96, avec la première paroi de guidage 87 du sillon en vis-à-vis de la première paroi de guidage 97 de la saillie, et la deuxième paroi de guidage 88 du sillon en vis-à-vis de la deuxième paroi de guidage 98 de la saillie, en autorisant le coulissement de la saillie 96 par rapport au sillon 86, lors de la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 et de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7.

Chaque sillon 86 peut décrire sur la face intérieure FI21 de l’enveloppe externe 21 une hélice autour de l’axe de rotation principal A1 entre l’ouverture d’entrée d’une chambre de travail C4, C5, C6, C7 et son ouverture de sortie, lesdits sillons 86 étant répartis autour de l’axe de rotation principal A1 sur 360° avec des zones de recouvrement entre sillons 86 de sorte qu’il existe toujours pour chaque pale 4, 5, 6, 7, quelle que soit la position du rotor 3 par rapport au stator 2, au moins une saillie 96 solidaire de la pale 4, 5, 6, 7 engagée dans un sillon 86.

Afin que ledit sillon 86 reçoive intérieurement ladite saillie 96, en autorisant le coulissement de ladite saillie 96 par rapport audit sillon 86, les dimensions de ceux-ci peuvent être prévues de sorte qu’un léger jeu de fonctionnement subsiste entre la première paroi de guidage 97 de la saillie 96 et la première paroi de guidage 87 du sillon 86, ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage 98 de la saillie 96 et la deuxième paroi de guidage 88 du sillon 86, lors de la rotation du rotor 3 autour de l’axe de rotation principal A1 et de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7. Avantageusement, et pour réduire les frottements, comme visible sur l’exemple de réalisation de la figure 13, ledit sillon est de section transversale sensiblement rectangulaire en forme de ‘U’ et ladite saillie est de forme sensiblement cylindrique.

Avantageusement, et comme visible sur les exemples de réalisation des figures 11 et 13, lesdits moyens d’écartement peuvent présenter quatre sillons 86, chaque sillon 86 étant associé à une des quatre chambres de travail, et quatre saillies 96 peuvent être solidarisées à chaque pale 4, 5, 6, 7, chaque sillon 86 décrivant une hélice autour de l’axe de rotation principal A1 , s’étendant sensiblement à 90° autour de l’axe de rotation principal A1 , lesdits sillons étant décalés angulairement d’un angle de 90° autour de l’axe de rotation principal A1.

Ainsi, grâce à cette disposition avantageuse de l’invention, lesdites ailes 81 des cames 8 du dispositif rotatif 1 selon l’invention peuvent servir à délimiter lesdites chambres de travail C4, C5, C6, C7 permettant le fonctionnement du dispositif rotatif 1 , tel que décrit notamment dans le document FR 2 950 113 A1 , tandis que lesdits sillons 86 et lesdites saillies 96, des moyens d’écartement, peuvent servir à assurer la synchronisation de la rotation des pales 4, 5, 6, 7 autour de leurs axes de rotation secondaires respectifs A4, A5, A6, A7 avec la rotation du rotor 3 par rapport au stator 2 autour de l’axe de rotation principal A1 .

Avantageusement, et afin de réduire davantage les frottements, et comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 14, lesdits moyens d’écartement peuvent comporter en plus au moins un élément de roulement 99R, disposé au niveau d’au moins une saillie 96, configuré pour rouler sur la paroi de guidage 87 ou la paroi de guidage 88 du sillon 86.

Alternativement ou en complément, les moyens d’écartement peuvent comporter un patin de glissement (non illustré), dans un matériau à plus faible coefficient de frottement avec le matériau du sillon 86 que le coefficient de frottement entre le matériau de la saillie 96 et le matériau du sillon 86, tel que le TEFLON®, configuré pour glisser sur la paroi de guidage 87 ou la paroi de guidage 88 du sillon 86.

Alternativement, ou en complément, et comme visible sur l’exemple de réalisation de la figure 10, un chanfrein 95 peut être ménagé sur chacune des parois de guidage 92, 93, de sorte à générer un écoulement de fluide (air, gaz ou autre) entre chacune des parois de guidage 82, 83 de l’aile 81 et chacune des parois de guidage 92, 93 de l’échancrure 91 , et de sorte à créer un guidage en coulissement entre ces parois de guidage 82, 83, 92, 93. Selon un mode de réalisation, le rotor selon la première possibilité, le stator selon la seconde possibilité, comporte un carter 33, présentant une paroi supérieure 33S, une paroi inférieure 33I et une paroi latérale 33L s’étendant entre la paroi supérieure 33S et la paroi inférieure 33I, l’axe de rotation principal A1 s’étendant entre ladite paroi supérieure 33S et ladite paroi inférieure 33I du carter 33, ledit carter 33 présentant une pluralité de fentes 34 ménagées dans la paroi latérale 33L du carter 33, et parallèles à l’axe de rotation principal A1 , chaque pale 4, 5, 6, 7 étant positionnée au niveau d’une fente 34, de sorte que la partie de ladite pale 4, 5, 6, 7 saillante vers l’axe de rotation principal A1 soit positionnée à l’intérieur du carter 33, tandis que le reste de la pale 4, 5, 6, 7 est positionné à l’extérieur du carter 33.

Avantageusement, et comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 3 et 5, ladite ceinture interne 32 peut être ménagée sur la paroi latérale 33L du carter 33.

Avantageusement, et afin de faciliter sa fabrication, le carter 33 peut être réalisé en deux parties identiques et fixées entre elles, chacune desdites parties comprenant la paroi supérieure 33S, respectivement la paroi inférieure 33I, et la moitié de la paroi latérale 33L.

Le carter 33 peut avantageusement être configuré de sorte que la partie de la pale 4, 5, 6, 7 située à l’extérieur du carter 33 comporte la partie active de la pale 4, 5, 6, 7, c’est-à-dire la partie de la pale 4, 5, 6, 7 parcourant le volume interne d’une ou plusieurs chambres de travail C4, C5, C6, C7.

De plus, chacune desdites fentes 34 peut être dimensionnée de sorte à isoler l’intérieur du carter 33, et donc la partie de la pale 4, 5, 6, 7 se trouvant à l’intérieur du carter 33, du fluide parcourant lesdites chambres de travail C4, C5, C6, C7, et afin d’améliorer le rendement du dispositif rotatif 1 selon l’invention.

Selon un mode de réalisation, au niveau de chaque fente 34 du carter 33, un capotage 35 est prévu, positionné à l’intérieur dudit carter 33 et recevant intérieurement ladite pale 4, 5, 6, 7 positionnée au niveau de ladite fente 34, le capotage 35 s’étendant sur tout le pourtour de la fente 34, et étant configuré de sorte à assurer l’étanchéité au fluide entre l’intérieur et l’extérieur du carter 33 au niveau de ladite fente 34.

Cette disposition avantageuse de l’invention permet d’améliorer l’étanchéité du carter 33 au niveau de chacune desdites pales 4, 5, 6,7, et donc le rendement du dispositif rotatif 1 selon l’invention. Comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 6, ledit capotage 35 peut être configuré de sorte à recevoir intérieurement la partie de la pale 4, 5, 6, 7 se trouvant à l’intérieur du carter 33.

Un élément d’étanchéité (non représenté), comme par exemple un joint d’étanchéité peut être interposé entre le capotage 35 et le carter 33 afin d’améliorer l’étanchéité entre le capotage 35 et le carter 33, et donc entre l’intérieur et l’extérieur du carter 33.

Avantageusement, l’axe de rotation secondaire A4, A5, A6, A7 de chacune des pales 4, 5, 6, 7 peut être fixé au niveau dudit capotage 34, afin de faciliter la fabrication du dispositif rotatif 1 selon l’invention.

Avantageusement, et selon un mode de réalisation conforme à l’invention, comme visible plus particulièrement sur les exemples de réalisation des figures 16 et 17, le sillon 86 peut comporter en plus un prolongement amont 86AM et un prolongement aval 86AV disposés respectivement en amont et en aval de la chambre de travail associée, l’écartement entre la première paroi de guidage 87 dudit sillon et la deuxième paroi de guidage 88 dudit sillon pouvant être plus large aux niveaux des extrémités des prolongements 86AM et 86AV du sillon qu’au niveau de la chambre de travail, ledit écartement pouvant diminuer progressivement depuis l’extrémité du prolongement amont 86AM dudit sillon 86 jusqu’au niveau de l’ouverture d’entrée de la chambre de travail associée, de sorte à permettre à la saillie 96 associée, lors de son rapprochement de la première paroi de guidage 87 ou de la deuxième paroi de guidage 88 dudit sillon, au cours du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1 , d’avoir une trajectoire sensiblement parallèle, localement, à la première ou à la deuxième paroi de guidage dudit sillon, permettant ainsi d’éviter tout risque d’avoir un choc brutal entre ladite saillie et les parois de guidage dudit sillon, ledit écartement pouvant augmenter progressivement à partir du niveau de l’ouverture de sortie de la chambre de travail associée jusqu’à l’extrémité du prolongement aval 86AV dudit sillon 86, de sorte à permettre à la saillie 96 associée de s’éloigner progressivement de la première paroi de guidage 87 et de la deuxième paroi de guidage 88 dudit sillon 86, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1 .

Avantageusement, lesdits moyens d’écartement peuvent comporter en plus des moyens d’amortissement (non illustrés), configurés de sorte à amortir le choc entre ladite pale 4, 5, 6, 7 et ledit sillon 86, lorsque ladite saillie 96, attachée à ladite pale, entre en contact avec la première paroi de guidage 87 ou bien avec la deuxième paroi de guidage 88 dudit sillon 86, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif. Avantageusement, lesdits moyens d’amortissement peuvent comporter des éléments élastiques (non illustrés) disposés au niveau de la liaison entre ladite saillie 96 et ladite pale 4, 5, 6, 7, de sorte à permettre à ladite saillie 96 d’avoir au moins un degré de liberté élastique par rapport à ladite pale, tout en restant attachée à ladite pale.

Avantageusement, ledit dispositif rotatif 1 peut comporter en plus des moyens d’étanchéité, permettant de réduire les fuites de fluide à travers les jeux dudit dispositif rotatif 1 , de sorte à améliorer son rendement pour une large plage de régimes.

Avantageusement, lesdits moyens d’étanchéité peuvent être configurés de sorte à réduire :

-- le jeu entre la première paroi de guidage 92 de l’échancrure 91 et la première paroi de guidage 82 de l’aile 81 associée, ainsi qu’entre la deuxième paroi de guidage 93 de l’échancrure 91 et la deuxième paroi de guidage 83 de l’aile 81 associée,

- le jeu entre le bord périphérique B47 de chacune des pales et la face intérieure FI21 de l’enveloppe externe, débouchant sur une chambre de travail,

- le jeu entre le bord B81 de l’aile 81 et la ceinture interne 32 du rotor 3,

- le jeu entre la paroi de chacune des fentes 34, ou de la paroi de chacun des capotages 35, et la paroi de la pale associée.

Avantageusement, et selon un mode de réalisation conforme à l’invention, comme visible plus particulièrement sur l’exemple de réalisation de la figure 15, lesdits moyens d’étanchéité comportent au moins un joint d’étanchéité J92 et un joint d’étanchéité J93 disposés respectivement au niveau de la première paroi de guidage 92 et au niveau de la deuxième paroi de guidage 93 de l’échancrure 91 de la pale 4, 5, 6, 7, lesdits moyens d’étanchéité comportent en plus au moins un joint d’étanchéité JB47 disposé au niveau du bord périphérique B47 de la pale 4, 5, 6, 7, les joints d’étanchéité J92 et J93 étant configurés de manière à effleurer respectivement la première paroi de guidage 82 et la deuxième paroi de guidage 83 de l’aile 81 associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif, le joint d’étanchéité JB47 étant configuré de manière à effleurer la face intérieur FI21 de l’enveloppe externe, débouchant à l’intérieur d’une chambre de travail, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1 .

Alternativement ou en complément, lesdits moyens d’étanchéité peuvent comporter un joint d’étanchéité (non illustré) disposé au niveau du bord B81 de l’aile 81 , visible sur la figure 17, configuré de manière à effleurer la ceinture interne 32 du rotor 3, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1. Alternativement ou en complément, les moyens d’étanchéité peuvent comporter un joint d’étanchéité (non illustré) disposé au niveau de la paroi de chacune des fentes 34, ou de la paroi de chacun des capotages 35, configuré de manière à effleurer la paroi de la pale associée, lors du fonctionnement dudit dispositif rotatif 1 ;

Avantageusement, lesdits joints d’étanchéité desdits moyens d’étanchéité peuvent être en élastomère, plus ou moins élastique.

Avantageusement, lesdits joints d’étanchéité desdits moyens d’étanchéité peuvent porter un revêtement en matériau abradable (non illustré), pouvant être usé par frottement, permettant de garantir la fiabilité dudit dispositif rotatif 1 , lord de son fonctionnement, en cas de frottement entre les parties mobiles et les parties fixes dudit dispositif rotatif 1.

L’invention concerne encore l’utilisation du dispositif rotatif 1 selon l’un des modes de réalisation décrits précédemment en tant que turbomachine pour une ou plusieurs des applications prises dans le groupe :

- ventilation,

- aspiration,

- éolienne,

- hydrolienne,

- turbine hydraulique,

- pompage,

- propulsion,

- turbinage,

- turbinage-pompage, etc.

L’utilisation du dispositif rotatif 1 en tant que turbomachine pour de telles applications est particulièrement avantageuse afin de pouvoir réaliser des économies d’énergie pour une large plage de régimes, et notamment par rapport aux dispositifs rotatifs de l’état de la technique.

Naturellement, d’autres modes de réalisation auraient pu être envisagés par l’Homme du métier sans pour autant sortir du cadre de l’invention définie par les revendications ci-après. Liste des signes de référence

1 . Dispositif rotatif

A1. Axe de rotation principal

2. Stator

E2S. Extrémité supérieure E2I. Extrémité inférieure 21. Enveloppe externe FI21. Face intérieure FE21 . Face extérieure

3. Rotor

E3S. Extrémité supérieure E3I. Extrémité inférieure

31. Articulation

32. Ceinture interne

33. Carter

33I. Paroi inférieure 33S. Paroi supérieure 33L. Paroi latérale

34. Fente

35. Capotage

4. 5, 6, 7. Pale

A4, A5, A6, A7. Axe de rotation secondaire C4, C5, C6, C7. Chambre de travail

8. Came

81. Aile

82. Première paroi de guidage de l’aile

83. Deuxième paroi de guidage de l’aile

84. Extrémité longitudinale inférieure

85. Extrémité longitudinale supérieure

86. Sillon

87. Première paroi de guidage du sillon

88. Deuxième paroi de guidage du sillon

9. Suiveur de came

91. Echancrure

92. Première paroi de guidage de l’échancrure 93. Deuxième paroi de guidage de l’échancrure 94R. Elément de roulement 94P. Patin de glissement 95. Chanfrein 96. Saillie

97. Première paroi de guidage de la saillie

98. Deuxième paroi de guidage de la saillie 99R. Elément de roulement

86AM. Prolongement amont du sillon 86AV. Prolongement aval du sillon

B81 . Bord de l’aile

B47. Bord périphérique de la pale

JB47. Joint d’étanchéité du bord périphérique de la pale

J92. Joint d’étanchéité de la première paroi de guidage de l’échancrure

J93. Joint d’étanchéité de la deuxième paroi de guidage de l’échancrure