CA2750048A1 - Turbinolienne energetique - Google Patents

Abstract

La présente invention a pour objet de montrer comment réaliser une machine permettant de transformer les énergies fluides en énergie mécanique , ou inversement, les énergies mécaniques en énergie fluide, cette machine pouvant être utilisée comme éolienne, à air ou à eau, comme aspirateur, à air ou a eau, comme propulseur, comme pompe, à air ou a eau, cette machine ayant la capacité de produire ou de recevoir de l'énergie, avec un volume de beaucoup inférieur à celui que l'on réalise actuellement avec des éoliennes, ou pompes conventionnelles, ou autres machine actuelles.

Description

Divulgation La principale forme sous laquelle sera divulguée la présente invention est celle d'une éolienne, à air ou marine. Il sera montré subséquemment que d'autres applications sont possibles, comme par exemple, celles réalisant la machine sous forme de pompe, d'aspirateur, de propulseur et ainsi de suite.

Les éoliennes se présentent généralement sous deux types principaux. Dans le premier cas, on dira que l'éolienne est de type frontal, dans la mesure où l'axe de rotation de l'hélice est horizontal ce qui entraine un positionnement de celle-ci qui est vertical. Les airs, ou les liquides y entrent donc par l'avant et sont rejetés par l'arrière. (Fig. 1 a) Dans le second cas, la machine est surtout utilisée en tant que turbine, et on dira que la machine est de type latéral, puisque l'axe de rotation de la pale sera généralement vertical, et que la pale sera disposée horizontalement. En ce dernier cas, les fluides, air ou eau entre sur le coté de la pale. (Fig. 1 b) Ces deux types de machines sont fort connus, la première, sous forme d'éolienne, et la seconde sous forme de turbine.

Défauts de chacune des ces procédures L'éolienne frontale a principalement deux défauts. Tout d'abord, puisque l'entrée d'air y est frontale, il est évident que l'ouverture maximale des pales ne peut être supérieure à
quarante cinq degrés. Passé ce degré d'angle de la pale, le quantum de prise au vent se met progressivement à diminuer. Ensuite, la géométrie de chacune des pales entraîne une réduction de surface à mesure que la pale s'approche du centre de l'axe de rotation. Les pales sont donc généralement aussi réduites en ce qui concerne leur surface de prise au vent. (Fig. 2 a) En ce qui concerne l'éolienne à entrée latérale, les défauts sont différents, mais non pas moins importants.

Le premier défaut de cette dernière consiste en ce que la prise au vent est positive sur l'un de ses cotés, et négatives sur le coté inverse. Pour obtenir une bonne efficacité de l'éolienne, il faut par conséquent masquer le coté inefficace, en le recouvrant d'une partie pouvant simultanément servir de récepteur d'air. Mais, surtout lorsque ce type de machine est utilisé comme éolienne d'eau, le système demeure difficilement utilisable, car il n'est pas facile de vidanger les eaux comprises dans la section négative, à contre courant de l'entrée des fluides dans l'éolienne.

La seconde difficulté de ce type d'éolienne consiste en ce que l'ouverture des pales est variable, ce qui entraine le fait que les pales de centre n'acceptent, attendu leur perpendicularité à la prise de vent, que peu d'énergie, et par les des cotés, et ceci même sur leur couple est l'état maximal, sont en grande partie masquées par les pales situées entre ces deux positions. Au final, la machine travaille principalement sur les pales moyennes, et chacune masque partiellement la suivante. Le total de la prise au vent est donc aussi limité, non seulement en surface, mais aussi en efficacité. (Fig. 2 b) Première version de l'invention La façon de produire les diverses réalisations de la présente invention consiste à produire une éolienne dont les pales auront une position variable à l'intérieur d'un même cycle, de telle manière d'accentuer la prise au vent dans le phases positives de ce cycle, et de telle manière de la réduire, voire même de l'annuler, lors des phases de prise au vent négatives de ce cycle, chaque pale étant, pour réaliser ce mouvement, mue, dans les principales réalisations, par deux moyens travaillant en complicité.

La première réalisation de l'invention consiste à chacune des pales d'un ensemble de pales, sur une courroie, laquelle courroie est montée, dans la version la plus simple sur deux roues d'entraînement, dont les axes sont parallèlement disposés, ces deux roues ayant des rotations sur le même plan. (Fig. 3) Plus précisément, la machine pouvant être utilisée en tant qu'éolienne à air, à eau, comme pompe, vacuum, aspirateur, propulseur à
air ou à eau, cette machine se caractérisant par le fait que les pales de la machines sont rattachées directement ou indirectement à deux structures motrices distinctes et mécaniquement coordonnées entre elles, ceci entrainant ces pales à décrire, pour chacun de leur cycle, une suite de deux mouvements alternatifs ou plus se répétant à
chacun des cycles de la machine, la version la plus élémentaire de la machine étant réalisée par un arrangement comprenant en composition :

- des pales de la machine, ces pales étant installées sur un moyen de support tel une courroie, une chaîne, des roues de support et un cadre rigide de support, - un moyen de support des pales, tel une courroie, une chaine, cette courroie ou cette chaîne étant monté sur deux roues d'entrainement, ce qui en permet simultanément la synchronisation, - deux roues d'entrainement dont les axes de rotation sont parallèles, ces roues étant alignées l'une vis-à-vis l'autre préférablement par des moyens mécaniques, ces roues comportant préférablement des tenseurs permettant de bander la courroie ou la chaîne de support des pales ces roues d'entrainement étant, lorsque la machine est utilisée pour en obtenir un rendement, reliées à un élément moteur tel une génératrice, un moteur, un pédalier, le déplacement des pales se faisant alors lors de la rotation des roues d'entrainement et du mouvement de la courroie ou de la chaîne dans un mouvement alternativement rectiligne, et arqué, ce mouvement rectiligne se produisant entre les deux roues d'entraînement, et ce mouvement arquée se produisant lorsque les pale suivent les roues d'entraînement.

En réalisant la machine de cette manière, on notera que le déplacement des pales, les long des roues d'entraînement produit un mouvement circulaire dans les extrémités de la machine, mais produisent un mouvement rectiligne entre les deux roues d'entraînement.
Dans le premier cas, il est évident que les pales de cette machine pourront être réalisées à
leur pleine grandeur, puisqu'elles pourront être rectangulaires ou carrées.
Ensuite, il est important de dire que le couple moteur de chaque pale sera à son maximum non seulement pour toute la course arquée de leur cinétique, mais aussi pour la course rectangulaire.

La prise de vent, dans la portion rectiligne de la cinétique peut donc être totale, et quel que soit la rectiligne du déplacement, soit celle du haut, ou celle du bas, les pales seront toujours dans le sens de la bonne réception du vent. La même chose est à noter pour ce qui est des deux extrémités arquées. (Fig. 6) La surface de captation du vent de ce type d'éolienne est donc de beaucoup supérieurs à
celle des éoliennes standard.

Cette configuration est des plus importantes, et ce pour plusieurs raisons, dont certaines ont trait à la mécanicité et au ratio grosseur puissance de la machine, et d'autres, non moins importantes, ont trait au caractère d'encombrement limité spécifique à
ce type de machine.

Par ailleurs, comme on pourra le constater, la machine a une allure rectangulaire, terminée par des arcs. Lorsque disposée à l'horizontale, cette machine offrira une hauteur très faible par rapport à sa largeur, ce qui permettra de la disposer dans des rivières peu profondes tout en ne nuisant nullement au trafic maritime ainsi qu'au caractère écologique de celle-ci. L'encombrement extrêmement limité de cette éolienne permettra aussi de la disposer sur le toit d'immeubles sans nuire à l'esthétique de ceux-ci. (Fig. 4) Bien entendu ce type d'éolienne est préférablement muni d'un aileron de positionnement, cet aileron permettant de réaliser l'alignement de l'éolienne face au vent.

De plus, un déflecteur pourra être disposé dans le centre de l'éolienne, de telle manière d'accapare le maximum de vont possible pour le redistribuer sur les pales, et augmenter l'efficacité de l'éolienne. (Fig. 5) Par ailleurs, on pourra aussi constater que l'éolienne pourra aussi être disposée à la verticale. Cette disposition pourra elle aussi s'avérer des plus intéressante puisqu'elle celle-ci pour être adjointe à tout poteau existant, et par conséquent de nombreuse lignes électriques pourront se voir additionner ce type d'éolienne (Fig.6) Comme toute l'éolienne, il faut éviter que celle-ci s'emporte lors de vents violents. Pour arriver à contrôler la prise au vent, on pourra utiliser divers moyens. Les premiers modifieront l'ensemble d'éolienne. Par exemple on pourra la suspendre à un mat de façon flexible, et par exemple avec un second déflecteur s'abaissant sous de vents violent, agir sur l'angulation de l'éolienne au vent, de telle manière d'en neutraliser progressivement la prise On poussa aussi jouer su l'angulation des pales, en les ouvrant davantage, si l'on a pris soin de les rattacher à la courroie d'une manière en permettant le pivotement simultané de l'ensemble de celles-ci. (Fig. 7 a b) Bien entendu, la courroie supportant les pales peut être ne chaîne. Dans certains cas, le vent entraînera les pales de façon non désirée, et entrainera la torsion de la courroie ou de la chaîne.

Le dédoublement des roues d'entrainement permettra de réaliser le support des pales par un duo de courroies ou de mécaniques. Bien entendu des tenseurs pourront être ajoutés au système de telle manière d'en assurer la sécurité de fonctionnement. De même des mécanismes d'ajustement de l'alignement des roues devront être ajoutés, de telle manière de s'assurer de la parfaite alignement des courroies. (Fig. 8 On pourra aussi se servir des différences de rotation des deux ensembles de roues et courroies pour refermer et ouvrir les pales au vent. (Fig. 9) Une des mécaniques les plus simples permettant cette dernière éventualité
consiste à
joindre deux roues secondaires par une courroie ou une chaîne et d'y installer entre celles-ci un tenseur ayant la capacité d'être déplacé de façon rectiligne.

La mécanique la plus simple consiste à supporter chacune des paires de roues sur un axe différent et à unir ces axes avec une courroie commune à laquelle on additionnera un tenseur. En conséquence, selon que le tenseur sera plus protubérant sur l'une ou l'autre partie de la courroie, celle-ci sera allongée sur l'un de ses coté, et rapetissée sur l'autre.
En déplaçant le tenseur dans l'autre sens, ce sera la partie contraire de la courroie qui sera allongée, et la partie complémentaire sera rapetissée. En conséquence, les roues prendront, selon la position du tenseur, du retard ou de l'avance l'une par rapport la l'autre, ce qui permettra d'ajuster l'angulation de pales par rapport à la force du vent.

En effet, selon que le tenseur sera en haut ou au bas, le décalage des roues sera en avance ou en arrière.

Une autre manière d'ajuster l'angulation des pales par rapport au vent sera simplement d'installer l'éolienne, d'une façon non fixe à celui-ci, mais plutôt flexible.
Un stabilisateur pourra alors être installé sur le mat, et sera subséquemment relié à l'éolienne.
Il actionnera par conséquent, sous la force du vent l'inclinaison plus ou moins prononcée de l'éolienne au vent, et favorisera, selon le cas l'augmentation ou la réduction de sa prise de vent.

Il est important de spécifier que l'éolienne pourra aussi comporter des roues médiantes supplémentaires permettant d'en allonger les parties de la cinétique de déplacement des pales qui seront rectilignes.

Turbinolienne latérale La turbinolienne peut aussi être réalisé de la façon latérale. En effet, nous avons jusqu'ici montré comment pouvait être réalisée une turbinolienne à entrée de vent frontale sur les pales. Nous allons maintenant montrer comment réaliser une prise de vent plus intéressante que celle réalisée dans les éoliennes latérales conventionnelles Il est important de rappeler que dans les éoliennes à entrée fluides sur les pales, non seulement, cinquante pourcent d'entre elles offraient une contre-force résultant d'un mouvement contraire à la direction du fluide, mais aussi, que les dans la partie positive, les pales successives masquaient les pales suivantes, ce qui réduisait la partie au vent dans cette partie de la machine. Comme on le montrera, la turbinolienne latérale améliore ces rendements, et ce simultanément sous ces deux angles.

La façon la plus simple de construire une turbinolienne à entrée de fluide latérale, est de la réaliser en utilisant deus roues d'entrainement de grosseur différente.
(Fig. 10) Cette procédure annulera les parallèles de déplacement que l'on obtient, comme dans l'éolienne à entrée des fluides frontale. En effet, dans cette version de la turbinolienne, le déplacement des pales se fera de façon oblique au système. En conséquence, si les pales sont disposées de façon perpendiculaire aux lignes de déplacement, les fluides y entreront de façon angules sur un coté, et par un angle contraire sur le coté inverse.

Par cette manière de faire, même si les rectilignes ne sont pas parallèles, on obtient que le fluide travaille positivement sur celles-ci, et cela simultanément.

La poussée est aussi positive sur la partie circulaire de la plus petite des roues d'entrainement. Cependant, les pales situées sur la parties circulaire de la plus grosse des roues d'entraiement est dans une position négative. On note par conséquent au, total, un net accroissement du nombre de pales dont la portée au vent est positive. De plus, comme la turbinolienne latérale, comme la turbinolienne à entrée de fluides frontale comporte des parties de la cinétique de déplacement rectilignes, les pales seront en ces parties totalement utilisées, ce qui accroit encore davantage leur portée.

Pour ce qui concerne spécifiquement les pales situées dans la partie arquée de la plus grosse des roues d'entrainement, il sera facile de concevoir qu'elle pourront se replier sur elles-mêmes sous la poussée contraire des fluides, de façon spontanée, ou encore de façon mécanique. En ce dernier cas, des encavure ou des creusets pourront être pratiquées dans la roue d'entraînement, de telle manière que la partie inférieure des pales s'y engouffrant, ceci ayant pour effet d'en causer le repliement.

Comme cette turbinolienne sera encore plus plate que les éoliennes frontales, elle pourra être utilisée comme turbinolienne martine, ou encore en des endroits en lesquels elle doit demeurer ide façon absolue inapparente.

Une version différente de ce type d'éolienne pourra être obtenue en réalisant celle-ci à
partir de trois roues d'entrainement successives, ce qui donnera à la turbinolienne pour ainsi dire une configuration triangulaire. (Fig. 11) Comme précédemment, cette manière de réaliser la turbinolienne à entrée des fluides latérale entraine un prise positive de ceux-ci sur deux des cotés. Mais contrairement à la turbinolienne précédente, la partie négative de la cinétique des pales ne se fera pas un arc, mais plutôt sur une rectiligne. Pour le cas ou les pales seront fixes, celle-ci seront donc toutes les une à la suite des autres, ce qui réduira considérablement leur prise négative des fluides. Comme précédemment, cependant, celle-ci pourra être flexible, et par conséquent devenir perpendiculaire aux fluides lors de leur remontée de celui-ci. On doit noter que la turbinolienne peut aussi être réalisée en nombre supérieur de roues successives, par exemple quatre. Mais cette version ne nous semble pas produire d'effets positifs supplémentaires évidents.

Turbinolienne latérale à entraînement par poids Il est bien connu que les ruisseaux peuvent, avec un débit beaucoup plus faible que celui des rivières et des fleuves, produire de l'énergie, en se servant, non pas de la vitesse du courant, mais du poids de l'eau. Les roues d'eau on été utilisées pendant des décennies comme moyens élémentaire de produire de l'énergie.

Encore là, le principe de la turbinolienne nous semble pouvoir être appliqué.
On peut en effet réaliser un turbinolienne donc les deux roues d'entraînement seront disposées de façon oblique par rapport au sol, et munir les courroies ou chaines ou mécaniques unissant ces roues ou arc fixes de vase de réception de l'eau. (Fig. ) Comme précédemment, ces vases se déplaçant dur des rectiligne, commenceront des leur entrée sur celle-ci à produire le maximum de leur énergie et ce pour tout le long de leur descente, alors que dans les roues d'eau conventionnelles, le maximum de poussé n'est obtenu que centre de la course. Il faut aussi leur additionner un moyen de bascule des vases pour en permettre le vidage, ce qui n'est pas nécessaire avec les turbinoliennes, dont les vases sont doublement être reliés au 'la structure active.

La solution de turbinolienne à poids devient encore plus intéressante lorsque l'on s'aperçoit que l'on peut la produire avec moins de pièces. En effet, on peut simplement réaliser un chute d'eau en forme de glissage de forme, par exemple rectangulaire. On y fera successivement glisser les pales rattachées au câblage. Ces pales pourront donc sortir par le coté, ou encore par le haut, dégageant ainsi les pales suivantes. L'eau insérée entre chaque pale et la glissade les fera descendre successivement, pas la force du poids.

Comme précédemment, l'un des avantages de ce type de turbinolienne est l'encombrement réduit qu'elle produit, ceci étant avant toute chose causé par la forme sous laquelle elle est réalisée.

Turbinolienne à roues d'entrainement obliques.

Jusqu'à présent, les roues d'entraînement de la turbinolienne étaient disposées de façon successive et les axes de rotation en étaient parallèles. La prochaine réalisation de la turbinolienne sera produite, comme précédemment par deux roues d'entrainement, mais qui seront disposées soit sur les axes successifs, mais avec des roues de différentes grosseurs, soit sur des axes dont les angles de rotation seront différents, ces deux situations pouvant par ailleurs être réalisées simultanément. (Fig. 13) Dans les deux cas, les pales seront reliées à l'une des roues de façon flexible, et à l'une roue, indirectement par un moyen, aussi flexible. Comme précédemment, la cinétique des pales sera variable en cours d'un même cycle et visera à tirer profit des fluides en action et minimiser ou soustraire complètement leurs contre réactions.

Dans le premier exemple, une première roue d'entraînement sera montée rotativement sur un axe d'une grosseur permettant qu'il ait un intérieur creux. A l'intérieur de ce premier axe sera disposé un second axe de rotation, mais dont l'angle de rotation ne sera pas le même que celui du premier axe. Une seconde roue sera reliée de façon rigide à
ce second axe.

En conséquence, les deux roues d'entraînement se déplaceront sur des plans différents.
Des pales successives seront rattachées à l'une des roues et un moyen tel une tige, les reliera à la seconde roue. En conséquence, les pales se redresseront alors de l'éloignement des roues, et se couchera lors de leur rapprochement. La pièce de lien pourra être la seconde partie de la pale.

Dans une version différente, les centres des roues d'entrainement seront différents, ce qui produira un effet camé entre les cinétiques des roues. Comme précédemment, si des pales flexibles réunissent ces roues d'entraînement, elles se redresseront et se plieront successivement et alternativement, ce qui permettra de les déployer au vent, et de les plier en contre vent Bien entendu des versions plus complexes peuvent par la suite être réalisées, cette version mettant en combinaison les différentes variations d'éoliennes déjà montrées.

A titre d'exemple, on pourra simultanément utiliser deux courroies de même longueur unissant chacune deux roues d'entrainement de grosseur différente, la plus petite se trouvent en face de la plus grosse. Des lors les pales se déploieront en ouverture et en fermeture successive. (Fig. 14) Mais, en matière d'éolienne, il faut que respecter le principe que les efforts mécaniques se doivent d'être réduits le plus possible, et pour cela il faut éviter la réalisation de structures trop lourde. Quoique l'eau soit un élément plus puissant, les mêmes réserves doivent s'appliquer.

Turbinolienne à positionnement vertical La turbinolienne a tout d'abor été conçue pour diminuer l'espace nécessaire à
l'implantation d'une éolienne d'eau. Sa configuration latérale est donc une caractéristique importante. Cette configuration peut aussi lui permettre d'être avantageusement et discrètement disposée sur le toit des édifices, ce qui sera un atout majeur.

Par ailleurs, on peut facilement concevoir que le prise au vent sera exactement la même lorsque la turbinolienne sera produite en disposition verticale, par opposition à la disposition horizontale que nous avons jusqu'ici montrée. (Fig. 15) Cette position permettra de la rassemble autour de tout poteau existant, et encore là dans un espace réduit, de produire passablement d'énergie. Les grands réseaux de distribution électrique sont des lieux d'emplacement idéal de turbinoliennes à disposition verticale.
Turbinolienne à structure fixe Le principe de cinétique de la turbinolienne demeurera intact en soutenant les pales de la façon mécanique suivante.

Il est en effet facile de concevoir une tige de métal plate, munie d'un creuset latéral, raccordée de façon rigide à un pied de l'éolienne, et de supposer que chacune des pales est pourvue d'une base munie de roulements, ces roulements étant imbriquées au creuset de la sa structure fixe. (Fig.) Chacune de ces pales peut agir isolément, mais, il est préférables quelles soient inter reliée, de telle manière que les pales montantes aient les pales descendantes en contre poids.

Inversement, les structures de soutient de chacune des pales, pourront comportant des roues qui viendront enchâsser un barre plate de métal. Idéalement cette barre plate sera plus épaisse aux extrémités arquées de telle manière de conserver la tension sur les soutient (fig.) De façon a s'assurer que les structure ne subisse pas de torsion indues, il est préférable de double la structure rigide et de même que les routes de support (fig.) Applications (Fig. 17) La présente machine peut recevoir différentes application, soit, comme nous l'avons déjà
vu principalement de celle de turbinolienne d'air.

D'autres applications pertinentes de la machine peuvent être faites, comme par exemple, celle de propulser, de pompe, d'aspirateur, de vacuum, et ainsi de suite.

En tant propulseur, la machine pourra être disposé dans les ailes d'avion, on encore dans les pédaleurs. Comme pompe elle pourra servir de turbo compresseur, ou de vacuum, dans les moteurs.

Par ailleurs, la machine être peut être composé de machine successive assemblés ne une seule, dédoublées, La figure 18 montre que l'on peut allonger la largeur de la turbinolienne en prolongeant la partie rectiligne de son mouvement. Ceci est réalisable en ajoutant des roues d'entraînement intermédiaires entre les roues d'entraînement terminales.

Par ailles, plusieurs turbinoliennes peuvent être disposées successivement.
(Fig. 18 b) Description sommaires des figures La figure 1 rappelle les deux types d'éoliennes généralement utilisées dans l'industrie Les éoliennes se présentent généralement sous deux types principaux. En a, on retrouve l'éolienne que l'on dira à prise de vent frontale. Dans le second cas, surtout utilisés en tant que turbine, on dira que la machine a une prise de vent sur la partie latérale des pales.

La figure 2 rappelle les principaux défauts de ces éoliennes. En a, sont rappelés les défauts de l'éolienne à prise de vent frontale, et en b de l'éolienne à prise de vent latérale.
La figure 3 montre une première version de l'invention La première réalisation de l'invention consiste à chacune des pales d'un ensemble de pales, sur une courroie, laquelle courroie est montée, dans la version la plus simple sur deux roues d'entraînement, dont les axes sont parallèlement disposés, ces deux roues ayant des rotations sur le même plan.

La figure 4 montre que la forme spécifique de ce type de turbinolienne permet de l'utiliser avantageusement à plusieurs endroits, dont notamment au fonds des rivières, sur le toit des immeubles. En effet, comme on pourra le constater, la machine a une allure rectangulaire, terminée par des arcs. Lorsque disposé à l'horizontale, cette machine offrira une hauteur très faible par rapport à sa largeur, ce qui permettra de la disposer dans des rivières peu profondes tout en ne nuisant nullement au trafic maritime de celle-ci. L'encombrement extrêmement limité de cette éolienne permettra aussi de la disposer sur le toit d'immeubles sans nuire à l'esthétique de ceux-ci.

La figure 5 montre que la bonne orientation de la turbinolienne au vent est assurée par un déflecteur tel que montrer en a. De plus, un déflecteur pourra être disposé
dans le centre de l'éolienne, de telle manière d'accapare le maximum de vont possible pour le redistribuer sur les pales, et augmenter l'efficacité de l'éolienne, ce qui est montré en b.
La figure 6 montre que l'éolienne peut aussi être disposée à la verticale.
Cette disposition pourra elle aussi s'avérer des plus intéressante puisqu'elle celle-ci pour être adjointe à
tout poteau existant, et par conséquent de nombreuse lignes électriques pourront se voir additionner ce type d'éolienne La figure 7 montre comment réaliser la turbinolienne de telle manière que l'angulation des pales puisse être variable, selon la force du vent, de telle manière d'éviter que celle-ci ne s'emballe. Des moyens différents sont montrés en a et en b.

La figure 8 montre divers moyens qui permettent de sécuriser la résistance de chacune des pales au vent.

La figure 9 montre comment on pourra réaliser une captation du vent variable, selon sa force, en intégrant à la machine un ajustement des voiles ou des pales.

La figure 10 montre comment réaliser une turbinolienne à entrée de fluides latérales. La façon la plus simple de construire une turbinolienne à entrée de fluide latérale, est de la réaliser en utilisant deus roues d'entraînement de grosseur différente. Cette procédure annulera les parallèles de déplacement que l'on obtient, comme dans l'éolienne à entrée des fluides frontale.

La figure 11 montre comment réaliser une cinétique similaire à la turbinolienne précédente. Cette version différente de ce type d'éolienne pourra être obtenue en réalisant celle-ci à partir de trois roues d'entraînement successives, ce qui donnera à
la turbinolienne pour ainsi dire une configuration triangulaire.

La figure 12 montre comment réaliser un turbinolienne oblique, celle-ci pouvant alors remplacer les roues d'eau standard. On peut en effet réaliser un turbinolienne donc les deux roues d'entraînement seront disposées de façon oblique par rapport au sol, et munir les courroies ou chaînes ou mécaniques unissant ces roues ou arc fixes de vase de réception de l'eau. Comme précédemment, ces vases se déplaçant sur des rectilignes, commenceront des leur entrée sur celle-ci à produire le maximum de leur énergie et ce pour tout le long de leur descente, alors que dans les roues d'eau conventionnelles, le maximum de poussé n'est obtenu que centre de la course.

La figure 13 montre comment obtenir une nouvelle cinétique des pales de la turbinolienne en combinant deux roues d'entrainement dont les centres ont soit leurs axes de rotation différemment angulés, ou encore ont les centres de leurs roues d'entrainement déphasés.

La figure 14 montre une réalisation plus complexe de la turbinolienne, obtenue par le mélange des variantes antérieures.

La figure 15 montre que l'éolienne peut aussi être disposée verticalement. Par ailleurs, on peut facilement concevoir que le prise au vent sera exactement la même lorsque la turbinolienne sera produite en disposition verticale, par opposition à la disposition horizontale que nous avons jusqu'ici montrée.

La figure 16 montre que la mécanique composée de courroie et roues d'entrainement peut être inversée, et que, sans modifier le concept générale de la présent invention, les roues peuvent être disposées sur les pales, de telle manière de circuler sur des tiges rigides et fixes dont la forme est établie de telle manière d'être similaires à la cinétique des pales que l'on entend réaliser , dont la pries principales figurations ont été
montrées plus haut.
La figure 17 montre différentes application de la turbinolienne proposées à la présente invention. La présente machine peut recevoir différentes application, soit, comme nous l'avons déjà vu principalement de celle de turbinolienne d'air.

La figure 18 montre que l'on peut allonger la largeur de la turbinolienne en prolongeant la partie rectiligne de son mouvement. Ceci est réalisable en ajoutant des roues d'entrainement intermédiaires entre les roues d'entraînement terminales. Ces roues peuvent être multiple et accueillir les courroies et chaînes par dessus et par-dessous. Par ailleurs, plusieurs turbinoliennes peuvent être disposées successivement.

La figure 19 montre que l'on peut insérer à l'intérieur d'un corps central d'une machine , plusieurs turbinoliennes successives Description détaillées des figures La figure 1 rappelle les deux types d'éoliennes généralement utilisées dans l'industrie.
Dans le premier cas, on dira que l'éolienne est de type frontal, dans la mesure où l'axe de rotation 1 de l'hélice 2 est horizontal ce qui entraine un positionnement de celle-ci qui est vertical. Les airs, ou les liquides y entrent donc par l'avant 3 et sont rejetés par l'arrière 4. Ceci entraine la rotation de l'hélice. 5 (Fig. 1 a) Dans le second cas, la machine est surtout utilisée en tant que turbine, on dira que la machine est de type latéral, puisque l'axe de rotation de la pale sera généralement vertical 6, et que la pale sera disposée horizontalement 7. En ce dernier cas, les fluides, air ou eau entre sur le coté de la pale. 8 (Fig. 1 b) La figure 2 rappelle les principaux défauts de ces éoliennes L'éolienne frontale à
principalement deux défauts. Tout d'abord, puisque l'entrée d'air y est frontale, il est évident que l'ouverture maximale des pales ne peut être supérieure à quarante cinq degrés 9. Passé ce degré d'angle de la pale, le quantum de prise au vent se met progressivement à diminuer. Ensuite, la géométrie de chacune des pales entraîne une réduction de surface à mesure que la pale s'approche du centre de l'axe de rotation 10. Les pales sont donc généralement aussi réduites en ce qui concerne leur surface de prise au vent.

En b de la même figure, on peut constater les défauts de du second type d'éolienne. Le premier d'entre eux consiste en ce que la poussée du vent produit toujours une action positive sur l'un des cotés 11, et une contre réaction sur l'autre 12. Il faut donc masquer ce coté. Le second défaut consiste en ce que la du coté de la poussée positive, chacune des pales vient masquer partiellement la suivante 13, de sorte que la pale possédant le couple maximal est finalement la pale la moins exposée au vent 14.

A figure 3 montre une première réalisation de l'invention. Ici chacune des pales 15 d'un ensemble de pales, est fixée rigidement à un moyen tel une courroie 16, laquelle courroie est montée, dans la version la plus simple sur deux roues d'entraînement 17, dont les axes sont parallèlement disposés, ces deux roues ayant des rotations sur le même plan. En réalisant la machine de cette manière, on notera que le déplacement des pales, les long des roues d'entraînement produit un mouvement circulaire 18 dans les extrémités de la machine, mais produisent un mouvement rectiligne 19 entre les deux roues d'entraînement.

Dans le premier cas, il est évident que les pales de cette machine pourront être réalisées à
leur pleine grandeur, puisqu'elles pourront être rectangulaires ou carrées 20.
Ensuite, il est important de dire que le couple moteur de chaque pale sera à son maximum non seulement pour toute la course arquée de leur cinétique, mais aussi pour la course rectangulaire 21 La figure 4 montre que la forme spécifique de ce type de turbinolienne et comme on a pu le constater, la machine a une allure rectangulaire, terminée par des arcs, Lorsque disposé
à l'horizontale, cette machine offrira une hauteur très faible par rapport à
sa largeur. Cette figuration permet de l'utiliser avantageusement à plusieurs endroits, dont notamment au fonds des rivières 22. L'encombrement extrêmement limité de cette éolienne permettra aussi de la disposer sur le toit d'immeubles sans nuire à l'esthétique de ceux-ci 23.

La figure 5 montre que la bonne orientation de la turbinolienne au vent est assurée par un aileron orientationnel arrière 24. De plus, un déflecteur 25 pourra être disposé dans le centre de l'éolienne, de telle manière d'accapare le maximum de vont possible pour le redistribuer sur les pales, et augmenter l'efficacité de l'éolienne La figure 6 montre que l'éolienne peut aussi être disposée à la verticale 27.
Cette disposition pourra elle aussi s'avérer des plus intéressante puisqu'elle celle-ci pour être adjointe à tout poteau existant, et par conséquent de nombreuse lignes électriques pourront se voir additionner ce type d'éolienne La figure 7 montre comment réaliser la turbinolienne de telle manière que l'angulation des pales puisse être variable, selon la force du vent, de telle manière d'éviter que celle-ci ne s'emballe. . Comme toute l'éolienne, il faut éviter que celle-ci s'emporte lors de vents violent. Pour arriver à contrôler la prise au vent, on pourra utiliser divers moyens. Les premiers modifieront l'ensemble d'éolienne. Par exemple on pourra la suspendre à un mat de façon flexible 28, et par exemple avec un second déflecteur 29, reliée au mat flexible, s'abaissant 30 sous de vents violent, agir sur l'angulation 31 de l'éolienne au vent, de telle manière d'en neutraliser progressivement la prise On poussa aussi jouer sur l'angulation des pales, en les perpendicularisant davantage au vent 32, si l'on a pris soin de les rattacher à la courroie d'une manière en permettant le pivotement simultané de l'ensemble de celles-ci.

La figure 8 montre divers moyens qui permettent de sécuriser la résistance de chacune des pales au vent. Le dédoublement des roues d'entraînement 33 et des courroies 44 permettra de réaliser le support des pales par un duo de courroies ou de mécaniques.
Chaque pale pourra en effet être rattachée en deux points, chacun de ces points étant sur chacune des courroies 35 Bien entendu des tenseurs 36 pourront être ajoutés au système de telle manière d'en assurer la sécurité de fonctionnement. De même des mécanismes d'ajustement de l'alignement des roues devront être ajoutés 37, de telle manière de s'assurer de la parfaite alignement des courroies.

La figure 9 montre comment on pourra réaliser une captation du vent variable, selon sa force, en intégrant à la machine un ajustement des voiles ou des pales. On pourra se servir des différences de rotation des deux ensembles de roues et courroies pour refermer et ouvrir les pales au vent.

Une des mécaniques les plus simples permettant cette dernière éventualité
consiste à
joindre deux roues secondaires par une courroie 38 ou une chaîne et d'y installer entre celles-ci un tenseur 39 ayant la capacité d'être déplacé de façon rectiligne En conséquence, selon que le tenseur sera plus protubérant sur l'une ou l'autre partie de la courroie, celle-ci sera allongée sur l'un de ses coté, et rapetissée sur l'autre. En déplaçant le tenseur dans l'autre sens, ce sera la partie contraire de la courroie qui sera allongée, et la partie complémentaire sera rapetissée. En conséquence, les roues prendront, selon la position du tenseur, de l'avance 39 ou du retard 40 l'une par rapport la l'autre, ce qui permettra d'ajuster l'angulation de pales par rapport à la force du vent La figure 10 montre en a comment réaliser une turbinolienne à entrée de fluides latérales. La façon la plus simple de construire une turbinolienne à entrée de fluide latérale, est de la réaliser en utilisant deus roues d'entrainement, comportant cette fois-ci l'une d'elle beaucoup plus grosse 41 que l'autre 42. En b de la même figure on peut voir le système du dessus et constater que cette procédure annulera les parallèles de déplacement que l'on obtient, comme dans l'éolienne à entrée des fluides frontale. En effet, dans cette version de la turbinolienne, le déplacement des pales se fera de façon oblique au système. En conséquence, si les pales sont disposées de façon perpendiculaire aux lignes de déplacement, les fluides y entreront de façon angules sur un coté 43, et par un angle contraire 44 sur le coté inverse.

Par cette manière de faire, même si les rectilignes ne sont pas parallèles, on obtient que le fluide travaille positivement sur celles-ci, et cela simultanément. La poussée est aussi positive sur la partie circulaire de la plus petite des roues d'entrainement.
Cependant, les pales situées sur la parties circulaire de la plus grosse des roues d'entrainement 45 est dans une position négative. On note par conséquent au, total, un net accroissement du nombre de pales dont la portée au vent est positive. De plus, comme la turbinolienne latérale, comme la turbinolienne à entrée de fluides frontale comporte des parties de la cinétique de déplacement rectilignes, les pales seront en ces parties totalement utilisées, ce qui accroit encore davantage leur portée.

Pour ce qui concerne spécifiquement les pales situées dans la partie arquée de la plus grosse des roues d'entraînement, il sera facile de concevoir qu'elle pourront se replier sur elles-mêmes sous la poussée contraire des fluides, de façon spontanée, ou encore de façon mécanique. 46 En ce dernier cas, des encavure ou des creusets 37 pourront être pratiquées dans la roue d'entraînement, de telle manière que la partie inférieure des pales s'y engouffrant, ceci ayant pour effet d'en causer le repliement.

La figure 11 montre comment réaliser une cinétique similaire à la turbinolienne précédente, cette fois ci obtenues par un jeu de trois toues d'entraînement.
Une version différente de ce type d'éolienne pourra être obtenue en réalisant celle-ci à
partir de trois roues d'entraînement successives 50, ce qui donnera à la turbinolienne pour ainsi dire une configuration triangulaire.

Comme précédemment, cette manière de réaliser la turbinolienne à entrée des fluides latérale entraîne un prise positive de ceux-ci sur deux des cotés 51 52. Mais contrairement à la turbinolienne précédente, la partie négative de la cinétique des pales ne se fera pas un arc, mais plutôt sur une rectiligne 53. Pour le cas ou les pales seront fixes, celle-ci seront donc toutes les une à la suite des autres, ce qui réduira considérablement leur prise négative des fluides 54. Cette configuration rendra plus facile le voilement de cette partie de la turbinolienne par un déflecteur 55 Comme précédemment, cependant, celle-ci pourra être flexible, et par conséquent devenir perpendiculaire aux fluides lors de leur remontée de celui-ci. On doit noter que la turbinolienne peut aussi être réalisée en nombre supérieur de roues successives, par exemple quatre. Tel que montré en b de la figure Mais cette version ne nous semble pas produire d'effets positifs supplémentaires évidents.

La figure 12 montre comment réaliser un turbinolienne oblique, celle-ci pouvant alors remplacer les roues d'eau standard. On peut en effet réaliser un turbinolienne donc les deux roues d'entraînement seront disposées de façon oblique par rapport au sol, et munir les courroies ou chaines ou mécaniques unissant ces roues ou arc fixes de vase de réception de l'eau. Comme précédemment, ces vases 54 se déplaçant sur des rectiligne, commenceront des leur entrée sur celle-ci à produire le maximum de leur énergie et ce pour tout le long de leur descente, alors que dans les roues d'eau conventionnelles, le maximum de poussé n'est obtenu que centre de la course. Il faut aussi leur additionner un moyen de bascule des vases pour en permettre le vidage, ce qui n'est pas nécessaire avec les turbinoliennes, dont les vases sont doublement être reliés au' la structure active.

La solution de turbinolienne à poids devient encore plus intéressante lorsque l'on s'aperçoit que l'on peut la produire avec moins de pièces. En effet, on peut simplement réaliser un chute d'eau en forme de glissage de forme 55, par exemple rectangulaire. On y fera successivement glisser les pales 56 rattachées au câblage. Ces pales pourront donc sortir par le coté, ou encore par le haut 57, dégageant ainsi les pales suivantes. L'eau insérée entre chaque pale et la glissade les fera descendre successivement, pas la force du poids La figure 13 montre comment obtenir un nouvelle cinétique des pales de la turbinolienne en combinant deux roues d'entrainement dont les centres ont soit leur axes de rotation différemment angulés 60, tel que montré en a) ou encore dont les centres des roues d'entrainement dont déphasé 61 , tel que montré en b . Ces deux situations pouvant par ailleurs être réalisées simultanément.

Dans les deux cas, les pales 63 seront reliées à l'une des roues de façon flexible, et à
l'une roue, indirectement par un moyen, 64 aussi flexible. Comme précédemment, la cinétique des pales sera variable en cours d'un même cycle et visera à tirer profit des fluides en action et minimiser ou soustraire complètement leurs contre réactions.

Dans le premier exemple, une première roue d'entrainement sera montée rotativement sur un axe d'une grosseur permettant qu'il ait un intérieur creux. A l'intérieur de ce premier Axe sera disposé un second axe de rotation, mais dont l'angle de rotation ne sera pas le même que celui du premier axe. Une seconde roue sera reliée de façon rigide à
ce second axe. En conséquence, les deux roues d'entrainement se déplaceront sur des plans différents. Des pales successives seront rattachées à l'une des roues et un moyen tel une tige, les reliera à la seconde roue. En conséquence, les pales se redresseront 65 alors de l'éloignement des roues, et se couchera 66 lors de leur rapprochement. La pièce de lien pourra être la seconde partie de la pale.

La figure 14 montre une réalisation plus complexe de la turbinolienne, obtenues par le mélange des variantes antérieures. Bien entendu des versions plus complexes peuvent par la suite être réalisées, cette version mettant en combinaison les différentes variations d'éoliennes déjà montrées.

A titre d'exemple, on pourra simultanément utiliser deux courroies de même longueur unissant chacune deux roues d'entrainement de grosseur différente, la plus petite se trouvent en face de la plus grosse 70. Des lors les pales se déploieront en ouverture et en fermeture successive.

La figure 15 montre que l'éolienne peut aussi être disposée verticalement La turbinolienne a tout d'abor été conçue pour diminuer l'espace nécessaire à
l'implantation d'une éolienne d'eau. Par ailleurs, on peut facilement concevoir que le prise au vent sera exactement la même lorsque la turbinolienne sera produite en disposition verticale, 75 par opposition à la disposition horizontale que nous avons jusqu'ici montrée. Cette position permettra de la rassemble autour de tout poteau existant, et encore là dans un espace réduit, de produire passablement d'énergie. Les grands réseaux de distribution électrique sont des lieux d'emplacement idéal de turbinoliennes à
disposition verticale.

La figure 16 montre que la mécanique courroie, roues d'entrainement peut être inversé, et que des roues 80 peuvent être disposées sur les pales, de telle manière de circuler sur des tiges fixes, et dans des bandes métalliques encavées fixes 83, la forme 84 de ces parties fixes étant similaires à la cinétique des pales que l'on entend réaliser.

La figure 17 montre différentes application de la turbinolienne proposées à la présente invention. La présente machine peut recevoir différentes application, soit, comme nous l'avons déjà vu principalement de celle de turbinolienne d'air. D'autres applications pertinentes de la machine peuvent être faites, comme par exemple, celle de propulseur 86, de pompe 87, d'aspirateur, de vacuum, et ainsi de suite.

En tant propulseur, la machine pourra être disposé dans les ailes d'avion, on encore dans les pédaleau. Comme pompe elle pourra servir de turbo compresseur, ou de vacuum, dans les moteurs.

Par ailleurs, la machine être peut être composé de machine successive assemblés ne une seule, dédoublées.

La figure 18 montre que l'on peut allonger la largeur de la turbinolienne en prolongeant la partie rectiligne de son mouvement. Ceci est réalisable en ajoutant des roues d'entrainement intermédiaires 90 entre les roues d'entraînement terminales.
Par ailleurs, plusieurs turbinoliennes peuvent être disposées successivement.

La figure 19 montre que l'on peut insérer à l'intérieur d'un corps central d'une machine , plusieurs turbinoliennes successives

Claims

Revendications Revendication 1 Une machine pouvant être utilisée en tant qu'éolienne à air, à eau, comme pompe, vacuum, aspirateur, propulseur à air ou à eau, cette machine se caractérisant par le fait que les pales de la machines sont rattachées directement ou indirectement à
deux structures motrices distinctes et mécaniquement coordonnées entre elles, ceci entrainant ces pales à décrire, pour chacun de leur cycle, une suite de deux mouvements alternatifs ou plus se répétant à chacun des cycles de la machine, la version la plus élémentaire de la machine étant réalisée par un arrangement comprenant en composition :

- des pales de la machine, ces pales étant installées sur un moyen de support tel une courroie, une chaine, des roues de support et un cadre rigide de support, - un moyen de support des pales, tel une courroie, une chaine, cette courroie ou cette chaine étant monté sur deux roues d'entrainement, ce qui en permet simultanément la synchronisation, - deux roues d'entrainement dont les axes de rotation sont parallèles, ces roues étant alignées l'une vis-à-vis l'autre préférablement par des moyens mécaniques, ces roues comportant préférablement des tenseurs permettant de bander la courroie ou la chaine de support des pales ces roues d'entrainement étant, lorsque la machine est utilisée pour en obtenir un rendement, reliées à un élément moteur tel une génératrice, un moteur, un pédalier, le déplacement des pales se faisant alors lors de la rotation des roues d'entrainement et du mouvement de la courroie ou de la chaine dans un mouvement alternativement rectiligne, et arqué, ce mouvement rectiligne se produisant entre les deux roues d'entraînement, et ce mouvement arquée se produisant lorsque les pale suivent les roues d'entraînement.
Revendication 2 Une machine telle que décrite en 1, dont les deux roues d'entrainement sont de grosseur différentes, cette machine pouvant alors être disposée de telle manière de recevoir les fluides latéralement sur la surface des pales, cette machine pouvant au surplus avoir la capacité de replier, avec ou sans mécanique les pales lorsque celles-ci sont en position réactionnelle négative au à l'entrée des fluides.

Revendication 3 Une machine telle que décrite en 1 , dont les deux roues d'entrainement sont au nombre de trois ou plus, cette machine pouvant alors être disposée de telle manière de recevoir les fluides latéralement sur la surface des pales, cette machine pouvant au surplus avoir la capacité de replier, avec ou sans mécanique les pales lorsque celles-ci sont en position réactionnelle négative au à l'entrée des fluides.

Revendication 4 Une machine telle que décrite en 1, à laquelle on a ajouté, entre les roues d'entrainement terminales, des roues de support intermédiaire, ceci ayant pour effet de pouvoir élargir la machine sans en augmenter la hauteur, ceci entrainant une performance accrue de la machine.

Revendication 5 Une machine telle que décrite en 1, dont les roues d'entraînement et la courroie ou la chaine sont dédoublées, les pales étant alors rattachées simultanément en deux points, chacun étant situé sur chacune des courroies ou chaines.

Revendication 6 Une machine telle que définie en 1 et 2, sur laquelle on a ajouté des moyen mécaniques d'ajustement de la tension de ou des courroies et ou chaines, et d'alignement des roues.
Revendication 7 Une machine telle que décrite en 1, 2, et 3, à laquelle on a ajouté un aileron d'orientation au vent Revendication 8 Une machine telle que définie en 12 ou 3, à laquelle on a ajouté un déflecteur permettant de concentrer le fluide sur les pales.

Revendication 9 Une machine telle que décrite en 1, dont les roues d'entrainement dont les axes de rotation sont différents, ceci étant préférablement obtenu lorsque :

- la première roue d'entraînement a un axe de rotation dont le centre est extrudé, - la seconde roue d'entraînement a son axe de rotation inséré à 1'.intérieur de cette extrusion, cet axe de rotation de la seconde roue d'entraînement étant angulé
par rapport à celui de la première roue, les pales de la machine étant réalisée en deux partie reliées entre elles et chacune d'elles Étant simultanément reliée à une des deux roues d'entrainement, le rapprochement et l'éloignement alternatif des roues d'entrainement entraine un pliage ou une dépliage des structures paliques permettant une augmentation de la prise aux fluides dans les parties positives, du cycle, et une diminution de la prise aux fluides dans les parties négatives du cycle.

Revendication 10 Une machine telle que définie en 1, dont le mouvement général des pales est perpendiculaire au sol, alternativement montant et descendant Revendication 11 Une machine telle que définie en 10. Dont les pales est oblique au sol, ces pales étant insérés en cours de descente dans une glissade de forme latérale similaire, cette machine étant alors utilisée comme roue d'eau rectiligne.

Revendication 12 Une machine telle décrite en 11, dont les pales sont réalisées sous la forme de chaudière, la machine ne nécessitant pas alors de glissade d'eau.

Revendication 13 Une machine telle que définie en 1, à laquelle a été ajouté un mécanisme entrainant l'ajustement automatique de l'angulation des pales au vent, ces mécaniques pouvant principalement mais non restrictivement être réalisées selon l'un ou l'autre des façons suivante :

- chaque pale est monté de façon pivotant sur son support, et ce pivotement est contrôlé par un ressort, qui se détend selon la force du vent et entraine le dé
angulation de la pale - l'ensemble des pales a deux points de support, dont l'un est picotant, le second étant commandé par une structure mobiles sous la poussée du vent, - La turbinolienne est montée de façon mobile su l'axe de support central de celle-ci, et un déflecteur, ou autre moyen, par exemple électrique, muni d'un moyen de raccordement à la turbinolienne entrainera l'angulation générale de la turbinolienne au vent, à mesure de l'augmentation exagérée de la force de ceux-ci, Revendication 14 Ime machine telle que définie en 1, dont le moyen de support est une tige de métal comportant préférablement un creuset, cette tige de métal ayant sa forme la plus simple lorsqu'elle est alternativement composé de rectilignes et d'arc, cette forme étant par conséquent similaire à celle de la turbinolienne de base, chacune des pales étant muni de roues d'entrainement insérée dans les creuset du membre principal de support, chacune des pales étant préférablement inter reliée à la précédente et à la suivante de telle manière de constituer un ensemble palique.

Revendication 15 Une machine tel que décrite en 14, dont le membre de support central reçoit par-dessous et par dessus les roues d'entrainement de chacun de pales, dont deux ont au dessous et un au dessus, ou l'inverse, le membre étant plus épais dans les arc, de telle manière de conserver les roues de support des pales toujours collées au membre de support central, ces élément pouvant au surplus être dédoublés , de telle manière d'assurer une résistance latérale aux fluides , eau ou vent.

Revendication 16 Un machine telle que définie en 19 et 13, utilisés comme éolienne d'air, d'eau, pompe, vacuum, propulseur, aspirateur.

Revendication 17 Un ensemble de machines telles que définie en 1 disposées les unes à la suite des autre et préférablement dans la cavité d'une partie servant de base, cette cavité
étant réalisé de manière à un faire passer l'écoulement des fluides.