FR2507251A1 - Turbine destinee a etre parcourue alternativement dans un sens et dans l'autre par le fluide de travail - Google Patents

Abstract

TURBINE COMPORTANT UN MOYEU 6 ET UNE COURONNE MOBILE PRESENTANT DES AUBES PROFILEES 7, QUI EST PARCOURUE ALTERNATIVEMENT DANS UN SENS ET DANS L'AUTRE PAR LE FLUIDE DE TRAVAIL ET QUI TOURNE TOUJOURS DANS LE MEME SENS DE ROTATION, QUELLE QUE SOIT LA DIRECTION DE PARCOURS DU FLUIDE. LE PROFIL DES AUBES 7 EST DIVISE POUR AMELIORER L'ECOULEMENT AUTOUR DES AUBES MOBILES, AU MOINS SUR UNE PARTIE DE LA LONGUEUR DES AUBES, EN DES ELEMENTS DE PROFIL 7, 7, DONT AU MOINS L'UN EST ASYMETRIQUE PAR RAPPORT A TOUT PLAN PERPENDICULAIRE A LA DIRECTION DE PARCOURS 4, 5 DU FLUIDE CHAQUE FOIS CONSIDEREE. L'INVENTION PERMET D'AUGMENTER LA PUISSANCE D'UNE TURBINE DONNEE OU DE REDUIRE LA TAILLE D'UNE TURBINE EN EN OBTENANT LA MEME PUISSANCE.

Description

La présente invention se rapporte à une turbine com-

portant un moyeu et une couronne mobile présentant des aubes profilées, qui est parcourue alternativement dans un sens

et dans l'autre par le fluide de travail et qui tourne tou-

jours dans le même sens de rotation, quelle que soit la

direction de parcours du fluide.

L'expression "direction de parcours" du fluide désigne

le sens du courant méridien qui s'écoule à travers la couron-

ne mobile, c'est-à-dire la composante du courant du fluide de travail qui se situe dans un plan défini par l'axe de rotation de la couronne mobile et un vecteur radial, donc

dans le plan méridien.

Les turbines de ce genre se prêtent par excellence à capter l'énergie de l'agitation ondulatoire de la mer, mais

d'autres emplois sont également possibles.

Une turbine de ce genre, décrite dans le brevet US 4 221 538, utilise l'air en tant que fluide de travail Cette turbine à air est montée dans le goulot supérieur d'un récipient plongeant dans l'eau et ouvert vers le bas Dans la partie inférieure du récipient l'eau monte et descend sous l'influence des vagues, de sorte que de l'air s'échappe du récipient par le goulot ou yrentre, et qu'ainsi l'air se déplace à travers la turbine, alternativement dans les deux

sens opposés.

Les aubes de cette turbine à air connue sont disposées

dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de la cou-

ronne mobile et le profil des aubes consiste en une seule pièce, qui est symétrique par rapport à ce plan, l'extrémité

antérieure (dans la direction de rotation) du profil présen-

tant un arrondi à rayon plus grand que son extrémité arrière.

Quand de l'air parcourt le goulot du récipient, la pression régnant à l'extrémité d'attaque du profil qui est davantage arrondie est plus faible que celle régnant à l'extrémité de fuite, ayant un arrondi d'angle plus aigu et qui provoque un décollement plus prononcé de l'écoulement, de sorte que la couronne mobile commence à tourner La rotation de la couronne mobile a pour conséquence une arrivée d'air relative dirigée en biais vers l'extrémité avant du profil, résultant de l'addition vectorielle de l'écoulement situé dans le plan de la couronne mobile, due à la vitesse périphérique et à l'arrivée d'air absolue, éventuellement dirigée par une couronne de guidage Par suite de l'arrivée du souffle d'air relatif en direction oblique par rapport au profil, la couronne mobile tourne et débite de la puissance Dans l'autre direction de parcours, donc opposée, la couronne mobile fonctionne de manière correspondante, tout en tournant dans le m Cme sens de rotation A cause de la symétrie décrite

ci-dessus de la couronne mobile, la puissance est faible.

Par la disposition d'aubes symétriques dans plusieurs plans parallèles, en conformité avec le brevet britannique 2 028 929, on peut atteindre, il est vrai, une puissance améliorée, mais non pas la puissance maximale et pas encore un rendement optimum. La présente invention a pour objet d'augmenter davantage la puissance débitée et le rendement d'une turbine de grandeur donnée ou de réduire les dimensions d'une turbine débitant la m 9 me puissance, et cela pour n'importe quel fluide

gazeux ou liquide.

L'invention a pour base la connaissance du fait que, dans le cas des turbines ayant des aubes symétriques, la gamme des angles d'incidence du courant de fluide relatif est limitée, à cause du décollement du courant quand l'angle

d'incidence est trop grand.

Le but visé ci-dessus est atteint selon l'irnven-

tion pour la turbine décrite ci-dessus, du fait que le pro-

fil des aubes est divisé pour améliorer l'écoulement autour des aubes mobiles, au moins sur une partie de la longueur des aubes en des éléments de profil dont au moinc l'uis est asymétrique par rapport à tout plan perpendiculaire à la

direction de parcours du fluide chaque fois considérée.

De préférence, il est prévu deux éléments de

profil de la même taille, réalisés sous forme de plans prin-

cipaux, qui sont disposés l'un derrière l'autre dans les directions respectives du parcours du fluide et

qui constituent conjointement le profil de l'aube.

Avantageusement, les éléments de profil présentent du côté o ils se trouvent face à face, des surfaces plus plates que du c 3 té o leurs surfaces sont opposées Il est,

en outre, avantageux que l'écart moyen entre les deux élé-

ments corresponde à une valeur allant jusqu'à environ 1,5 fois la longueur de la corde d'un des éléments du profil et de préférence une valeur égale à 0,7 fois la longueur de la

corde d'un des éléments du profil.

Dans une autre forme de construction appropriée, l'élément de profil peut cependant aussi être incliné vers les plans perpendiculaires à la direction de parcours, donc

asymétriquement par rapport à ces plans.

Ainsi les éléments du profil donné peuvent se faire face symétriquement dans la direction de parcours du fluide

ou bien ils peuvent être décalés l'un par rapport à l'autre.

Dans une forme de réalisation plus évoluée de l'invention, les éléments du profil sont réalisés sous forme de plans

principaux et de plans ou volets auxiliaires Et, avanta-

geusement, il peut être prévu un plan principal et deux

volets auxiliaires disposés de part et d'autre du plan prin-

cipal Pour cette forme de réalisation, il y-a avantage à ce que le volet auxiliaire frontal, selon la direction de parcours chaque fois considérée de la couronne mobile,

délimite un profil d'aube conjointement avec le plan prin-

cipal, tandis que le volet auxiliaire placé à l'arrière dans

la même direction de parcours du fluide, cons-

titue un volet d'appui pour le profil ainsi délimité.

Dans une forme de construction simple de la couronne mobile, la direction longitudinale des aubes va dans le sens opposé à l'axe de rotation de la couronne mobile Et dans ce cas, il est avantageux que la section des éléments des profils s'épaississe en direction de l'axe de rotation de la couronne mobile et que les éléments du profil soient calculés pour un angle d'incidence du fluide grandissant en direction de l'axe de rotation de la couronne mobile Pour améliorer la solidité des aubes, les éléments du profil peuvent être reliés les uns aux autres à leurs extrémités

plus éloignées de l'axe de rotation de la couroruie mobile.

La liaison peut aussi s'étendre d'une aube à l'autre sur tout

le pourtour de la couronne.

La direction longitudinale des aubes peut aussi être, non pas perpendiculaire à l'axe de rotation de la couronne mobile, mais oblique par rapport à cet axe ou même y être parallèle Dans ce dernier cas, on obtient l'avantage d'un angle d'incidence exactement le meme sur toute l'étendue

longitudinale des aubes.

Les profils indiqués jusqu'ici, présentant des élé-

ments asymétriques, sont symétriques par rapport à une sur-

face déterminée par le sens de rotation des aubes Main à la place de cet agencement, un élément du profil peut aussi être réglable en cas d'inversion de la direction du parcours à travers la couronne mobile, de sorte que la position des éléments des profils soit dans l'une des directionsr de parcours, symétrique de la position des éléments des profils

dans l'autre direction de parcours.

Lorsque la position de l'un des éléments du profil est réglable, deux plans principaux peuvent être déplaçables l'un relativement à l'autre dans la directior du pourtour de la couronne mobile, ou un plan principal fixe et un ou deux volets auxiliaires réglables peuvent être prévus, ou encore

un plan principal réglable Pour t;outcs ce,- formes de cons-

truction, il est avantageux de prévoir des deux côtés de la turbine un élargissement de la section, d'une forme favorable au point de vue de la mécanique des fluides,

auquel incombe l'accélération ou le retardement de l'écou-

lement du fluide de travail.

Ci-dessous, l'invention sera expliquée plus en détail en référence au dessin annexé qui en illustre de manière schématique plusieurs exemples d'exécution non limitatifs. Ces exemples montrent des turbines o l'air sert de fluide de travail Mais les turbines peuvent aussi être réalisées dans le cadre de l'invention de telle façon qu'un

autre fluide gazeux ou liquide, par exemple de l'eau effec-

tuant un va-et-vient, sert de fluide de travail Eventuel-

lement, on peut utiliser une alimentation partielle de la turbine. La figure 1 La figure 2 la figure 3 La figure 4 La figure 5 Les figures Les figures

est une vue en coupe parallèle à l'axe de ro-

tation de la couronne mobile d'une turbine à air montée dans le goulot d'un récipient; est une vue en coupe transversale des aubes directrices et des aubes mobiles de la turbine à air conforme à la figure 1; est une vue en coupe transversale, analogue à la figure 2, d'une autre turbine à air est une vue en coupe transversale, analogue à à la figure 2, d'une turbine sans couronne directrice d'une autre forme de réalisation est une vue en coupe analogue à la figure 2 d'une autre turbine selon l'invention; 6 et 7 montrent le profil d'une-aube recevant respectivement un courant d'air dans l'une et l'autre direction de parcours; 8 et 9 représentent chacune un profil pour deux autres réalisations d'aubes; La figure la figure est-une vue d'une aube dans une direction de parcours donnée; 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI

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de figure 10; La figure 12 est une vue en coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 10 Les figures 13 à 16 représentent respectivement des coupes longitudinales de quatre autres turbines à air La figure 17 est une vue coupe transversale, analogie à la figure 2, d'encore une autre turbine à air; Les figures 18 et 19 montrent un profil d'une aube réglée

respectivement pour l'une et l'autre des direc-

tions de parcours; Les figures 20 à 25 représentent des variantes des coupes I La figure 26 La figure 27 L Ies figures La figure 30 La figure 31 transversales des figures 18 et 19; est une vue en coupe axiale fragmentaire d'une turbine à air;

est une vue en coupe suivant la ligne XXVII-

XXVII de la figure 26; 28 et 29 sont respectivement une vue et des coupes d'une autre aube; est une vue en coupe suivant la ligne XXX-XXX de la figure 28; et est une vue en coupe suivant la ligne XXXI-XXX:

de la figure 28.

lia turbine à air 1, représentée aux figures 1 et 2, v 25 est disposée dans un goulot 2 en haut d'un récipient 3, dont le dessin ne montre que la partie supérieure la moitié inférieure du récipient 3 plonge dans de l'eau agitée par des vagues Le bas du récipient 3 est ouvert et le niveau de l'eau dans le récipient 3 monte et baisse sous l'influence des vagues L'air qui se trouve dans la moitié supérieure du récipient 3 est par conséquent aspiré par le goulot 2 dans l'une des directions de passage 4 et s'échappe du récipient dans la direction opposée de parcours Cet air

en mouvement est le fluide de travail de la turbine à air 1.

I La turbine à air 1 présente un moyeu 6 et des aubes 7 Le moyeu 6 est logé dans un carter central 8 En

amont et en aval des aubes 7, il est prévu des aubes direc-

trices 9 qui relient le-carter 8 au goulot 2 Dans le carter 8, par exemple dans sa partie supérieure, se trouve

un générateur électrique actionné par la turbine à air 1.

Dans une autre forme de réalisation, le générateur est situé

directement dans le moyeu de la couronne mobile.

Le profil des aubes mobiles 7 est divisé en des éléments 71 et 72 pour améliorer l'écoulement de l'air autour du profil Ces éléments 71 et 7 ont la même taille et ils sont réalisés sous forme de plans principaux et fluide à travers montés dans les directions de parcours 4, 5 du/la couronne mobile 6, 7 l'un après l'autre, en se faisant exactement face Chaque élément de profil 71 et 72 présente une forme asymétrique par rapport à tout plan perpendiculaire à l'axe de rotation A et leur écart moyen est égal à une valeur allant

jusqu'à 1,5 fois la longueur de la corde du profil et de pré-

férence il est égal à 0,7 fois la longueur de la corde du profil La forme asymétrique des éléments du profil permet un angle d'incidence plus grand du courant d'air relatif,

sans que l'écoulement ne décolle.

Comme il ressort de la figure 2, les aubes direc-

trices 9 défléchissent l'air de la direction de parcours 4 ou 5 qui s'étend parallèlement à l'axe de rotation dans le sens périphérique de la couronne mobile (dans le sens de rotation de la couronne mobile) jusqu'à une valeur qui peut atteindre, au diamètre de pointe, environ 30 , ce qui

augmente la vitesse périphérique et par conséquent la puis-

sance pour un angle d'incidence relatif donné du courant.

Dans la forme de réalisation selon la figure 3,

1 2

les éléments de profil 7 1, 7, disposés exactement face à face dans la direction de parcours 4, 5, sont également plus plats à leurs surfaces voisines 10, 11 qu'à leurs surfaces opposées 12, 13, l'écart à l'avant étant plus grand qu'à l'arrière, de sorte que les éléments des profils sont inclinés vers les plans perpendiculaires à l'axe de rotation, donc chacun d'eux est disposé asymétriquement La figure 4 illustre un exemple o l'écart entre les éléments des profils, à l'extrémité d'attaque des éléments de profil, est plus petit qu'à leur extrémité de fuite, et la différence entre les écarts aux extrémités avant et arrière des éléments peut diminuer de l'intérieur vers l'extérieur Une combinaison des deux formes de réalisation décrites ci-dessus s'est avérée particulièrement avantageuse, o à proximité de l'axe, l'écart à l'avant est, comme à la figure 4, plus petit mais o, dans les zones plus éloignées de l'axe, l'écart est, comme à la figure 3, plus

petit aux extrémités arrière des éléments de profil Une tur-

bine ainsi construite présente de meilleurs caractéristiques

de démarrage et permet un autodémarrage sans problèmes.

Dans l'exemple de réalisation de l'invention selon la 1 2 figure 5, les éléments de profil 7 et 7 sont décalés l'un par rapport à l'autre dans leur sens longitudinal Le décalage est réalisé de telle façon qu'un élément de profil 7 de la rangée inférieure se situe toujours entre deux éléments de profil 71 de la rangée supérieure, et vice versa, si bien qu'on

obtient dans les deux directions de parcours 4 et 5 de la tur-

bine à air la même image d'écoulement des filets d'air.

Dans le cas de l'aube conforme aux figures 6 et 7, les éléments du profil des aubes mobiles 7 sont réalisés sous forme d'un plan principal 73 et de volets auxiliaires 74 et 75 asymétriques et inclinés, disposés de part et d'autre du plan principal 7 Comme indiqué en traits mixtes à la figure 6, le volet,7 4, disposé à l'avant dans la direction de parcours 4 de la couronne mobile, délimite un profil d'aube avec le

3 5 -,

plan principal 73, tandis que le volet auxiliaire 7, disposé derrière dans le cas de la même direction de parcours 4 de la couronne mobile, constitue un plan d'appui 75 pour le profil ainsi délimité L'avance des volets

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auxiliaires sur le plan principal peut, dans ce cas, aug-

menter avec l'écart radial.

Dans le cas de l'exemple selon la figure 7, on

voit que les deux volets auxiliaires 74 et 75 sont disposés de f-

çon symétriqoe au plan principal 73 Dans l'autre direction de parcours 5, le volet 7, qui est alors en avant, délimite un profil d'aube conjointement avec le plan principal 73 tandis que le volet auxiliaire 74, qui se trouve à l'arrière dans la direction de parcours 5, constitue un volet d'appui

pour le profil d'aube délimité.

Dans le cas du profil selon la figure 8, les volets auxiliaires et 75 se trouvent à l'extrémité arrière du plan principal 7, tandis que dans le profil conforme à la figure 9, les volets auxiliaires 74 et 75 ont la même

longueur que le plan principal 73.

lia direction longitudinale des aubes mobiles selon les figures 10 à 12 est perpendiculaire à l'axe de rotation de la couronne mobile, comme dans l'exemple de réalisation selon les figures 1 et 2, c'est-à-dire qu'elle est opposée à l'axe de rotation de la couronne mobile Ainsi la section transversale des éléments de profil 7 S 'épaissit vers l'axe de rotation de la couronne mobile et l'écart des éléments

de profil 74, 75 augmente, ce qui rend admissible l'accrois-

sement de l'angle d'incidence en direction de l'axe de rota-

tion En-outre, l'étendue radiale des volets auxiliaires 7,

3

7 est plus petite-que celle du plan principal 7 Dans le cas des turbines à air selon les figures 13 et 14, les éléments de profil 71 et 7 sont reliés entre eux à leurs extrémités 14, 15 les plus éloignées de l'axe de rotation Tandis que, d'après l'exemple d'exécution selon la

figure 13, le profil de l'aube est divisé en plusieurs élé-

ments sur toute sa longueur, dans la forme de réalisation selon la figure 14, la division en éléments de profil s'étend seulement sur la partie radialement intérieure de la longueur des aubes L'extrémité 7 de l'aube qui se trouve à

l'extérieur dans le sens radial, n'est pas divisée en plu-

sieurs éléments.

Dans le cas de la turbine à air selon la figure

, les directions longitudinales des aubes 7 sont paral-

lèles à l'axe de rotation de la couronne mobile, si bien que, sur toute l'étendue longitudinale, la vitesse périphérique est constante et que l'angle d'incidence des filets d'air

reste constant sur toute l'étendue longitudinale.

Une turbine à air de ce type, avec deux éléments d'aube asymétriques, parallèles à l'axe de rotation, peut aussi avantageusement être employée comme turbine éolienne du type de Darrieus, par exemple, en une forme de réalisation plus évoluée à rendement amélioré et à autodémarrage facilité,

selon la demande de brevet international NO WO 80/00733.

Dans la turbine selon la figure 16, les directions longitudinales des aubes s'étendent en biais par rapport à l'axe de rotation de la couronne mobile, à titre d'exemple pour une turbine parcourue semi-axialement par le fluide,

tandis que la turbine selon la figure 1 est parcourue axiale-

ment par le fluide et la turbine selonla figure 15 est par-

courue presque radialement par le fluide Dans ces deux

figures, on distingue nettement l'influence des élargisse-

ments 23, 231 de la section formée avantageusement au point

de vue de la mécanique des fluides.

Dans la turbine selon la figure 17, est montée en aval de la couronne mobile 6, 7 une autre couronne mobile 6 ', 7 ' et entre les deux une couronne directrice intermédiaire 16. Dans les exemples d'exécution représentés aux

figures 18 à 27, des éléments du profil des aubes sont régla-

bles lors de l'inversion de la direction de parcours du

fluide 4, 5 le réglage se fait de façon appropriée automa-

tiquement par le courant d'air ou plus précisément par la

pression exercée par l'écoulement d'air ou encore par trans-

mission indirecte.

il Dans l'exemple d'exécution selon les figures 18 et 19, la position respective de deux plans principaux 71 et 72 est variable dans le sens périphérique de la couronne mobile Le plan principal, qui se trouve à l'avant, selon le cas, dans la direction de parcours 4 ou 5, est placé de telle façon que, vu dans le sens de rotation et en direction périphérique de la couronne mobile, il est disposé après le plan principal arrière quant à la direction

de parcours du fluide.

Dans la forme de réalisation selon les figures et 21, les éléments de profil sont constitués par un plan

principal 73, fixé sur le moyeu et par deux volets auxiliai-

res 74 et 75 reliés-l'un à l'autre et réglables conjointement.

Le volet auxiliaire chaque fois frontal, selon la direction de parcours 4 ou 5, forme avec le plan principal un profil d'aile très arqué, tandis que le volet auxiliaire arrière

selon la direction de parcours sert de volet d'appui.

Dans le cas du profil représenté aux figures 22

et 23, le volet auxilaire chaque fois frontal selon la di-

rection de parcours du fluide 4 ou 5, s'applique contre le plan principal, de sorte que les deux éléments du profil forment conjointement un profil d'aile tourné vers le courant d'air arrivant, tandis que, si toutefois la direction de parcours de la couronne mobile reste inchangée, le volet arrière constitue un volet d'appui pour le profil d'aile

ainsi délimité.

Dans la forme de réalisation conforme aux figures 24 et 25, se trouve, vu dans le sens de rotation, devant un 3 -L 6 q plan fixe principal 73, un volet auxiliaire orientable 7 qui constitue un volet d'appui pour le plan fixe principal Le volet auxiliaire 76 est réalisé de telle façon qu'il est en équilibre de gravité par rapport à son axe de rotation, mais que cet axe est disposé devant le point d'attaque de la force portante du volet auxilàire, si bien que le volet auxiliaire 6 est entrané par l courant air 7 est entralnd par le courant d/jusqu'à une butée Mais à la place du volet auxilaire 76, le plan principal 73 peut

être orientable.

L'axe de rotation du volet auxiliaire 7 selon lesfigures 24 et 25, de même que les axes de rotation des 4 5 paires de volets auxiliaires 74, 7 selon les figures 20, 21 et les figures 22, 23, se situent dans le plan de symétrie

du plan de profil principal 73.

Dans la forme de réalisation selon les figures 26 et 27, la pression différentielle avant et après la couronne mobile sert, lors de l'inversion de la direction de parcours par la couronne-mobile, à changer l'orientation 4 5 des éléments de profil 74, 7 Un piston 17 ou une cuvette déformable est relié, par l'intermédiaire d'une membrane 18, au moyeu 6 de la couronne mobile, soit de manière déplaçable dans la direction de l'axe de la couronne mobile, soit en position fixe L'un des c 8 tés du piston 17 communique au moins par une conduite 19 avec le côté 20 de la couronne mobile (à droite sur le dessin) L'autre côté du piston 17 se situe du coté gauche 21 de la couronne mobile Comme on le distingue particulièrement bien à la figure 27, le piston 17 agit par l'intermédiaire d'une tige 22 sur les volets 4 5

réglables 74, 7, de sorte que leur orientation est modifiée.

L'amplitude du réglage peut aussi être définie par la force de la pression différentielle De façon appropriée, le réglage se fait de telle façon que les éléments de profil réglables se trouvent au moment du changement de direction

de parcours dans leur position médiane.

Dans tous les exemples d'exécution, c'est-à-dire aussi bien pour les aubes mobiles ayant des éléments fixés

de manière non réglable sur le moyeu que pour celles compor-

tant des éléments de profil réglables par rapport au moyeu, euve nt les éléments de profil asymétriques/ tre disposés dans l'une des directions de parcours symétriquement à l'autre direction

de parcours L'aube à profil divisé en des éléments asymétri-

uees présente donc, comme les aubes connues à profil symé-

trique, dans les deux directions de parcours du fluide les mêmes conditions d'écoulement du fluide, mais elle offre

l'avantage qu'un angle d'incidence plus grand, sans décol-

lement de l'écoulement est rendu possible, ce qui implique la

possibilité d'une puissance supérieure et d'un meilleur ren-

dement. Mais dans le cas des profils de ce type, qui sont symétriques dans l'ensemble, il se -pose le problème que la chute de pression entre l'entrée et la sortie de la turbine varie entre les différents points des aubes, c'est-à-dire qu'elle dépend du rayon ou de la distance de l'axe de rotation A. Pour les turbines à une seule direction de parcours, o une asymétrie est admissible, ce problème a pu, par exemple, être résolu en donnant une configuration tordue-aux aubes mobiles, ce que l'homme du métier connaît sous la désignation

habituelle d'aubage à flux tourbillonnaire ou à "free vortex'.

Mais dès qu'on exige les mêmes conditions d'écoulement dans les deux directions de parcours opposées, la solution par la torsion des aubes n'est plus réalisable dans le cas des

profils symétriques ou des profils composés d'éléments symé-

triques.

La configuration asymétrique ou disposition asymé-

trique des éléments du profil conforme à l'invention permet cependant de maintenir la chute de pression indépendante du rayon, et d'empêcher ainsi un décollement de l'écoulement à 1 ' aval de la couronne mobile et dans cette dernière ou d'obtenir à

volonté une évolution prescrite de la pression le long du rayon.

les figures 28 à 31 représentent schématiquement un exemple de réalisation répondant à ces exigences, o un plan principal 73 et deux volets auxiliaires latéralement en avance 74, 75 s'étendent radialement à l'opposé du moyeu 6 et de l'axe de rotation A Ainsi la longueur des cordes des

4 5

éléments de profil asymétriques 7 et 75, et l'avance de ces éléments sur l'élément 7, croissent avec l'augmentation de la distance de l'axe de rotation A, tandis que les longueurs des cordes de l'élément 73 diminuent et que cet élément disparaît même avant d'atteindre la section de pointe A leurs extrémités 14 ', les éléments de profil 74, 75 sont reliés entre eux dans un but de raidissement L'exemple selon les figures 29 à 31 montre aussi comment les éléments 4 5 d'aube 74, 7 peuvent chacun être tordus de sorte que l'écart entre eux, à proximité du moyeu à l'avant, mais à l'opposé du moyeu vers l'arrièresoit inférieur à l'autre écart L'écart est à proximité du moyeu plus petit à l'avant parce que

c'est le seul moyen de venir à bout des grands angles d'inci-

dence qui y existent sans décollement de l'écoulement Plus à l'extérieur, o l'angle d'incidence est plus petit à cause de la plus grande vitesse périphérique, l'écart à l'arrière peut être moindre sans risque de décollement Cela constitue un plan incliné avec une pente telle que l'air qui frappe la couronne mobile au repos est défléchi et que la couronne y répond en commençant à tourner dans le sens souhaité Il y a aussi un plan incliné à proximité du moyeu qui n'apporte cependant rien en ce qui concerne l'autodémarrage Mais parce que les plans inclinés avantageux ont le bras de levier ou rayon plus long, la couronne mobile tourne quand même dans

le sens souhaité.

L'invention a été décrite ci-dessus en référence à une turbine à air Mais, on l'a déjà dit, l'invention peut aussi être réalisée avec avantage pour d'autres fluides de travail, par exemple pour de l'eau effectuant un vaet-vient

dans les centrales marémotrices, ou un autre fluide.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1 Turbine comportant un moyeu ( 6) et une couronne mobile présentant des aubes profilées ( 7), qui est parcourue alternativement dans un sens et dans l'autre par le fluide de travail et qui tourne toujours dans le même sens de rotation, quelle que soit la direction de parcours du fluide, caractérisée en ce que le profil des aubes ( 7) est divisé pour améliorer l'écoulemsnt autour des aubes mobiles, au moins sur une partie de la longueur des aubes, en des éléments de profil ( 71, 72), dont au moins l'un est asymétrique par rapport à tout plan perpendiculaire à la direction de parcours ( 4, 5) du fluide chaque fois considérée. 2 Turbine selon la revendication 1, caractérisée en ce que 12)

l'écart entre les éléments de profil ( 71, 72) est diffé-

rent à leurs extrémités avant de l'écart à leurs extré-

mités arrière.

3 Turbine selon la revendication 1, caractérisée en ce que 1 2) les éléments de profil ( 7, 7) présentent du côté o ils se trouvent face à face, des surfaces plus plates ( 10, 11 i)

que du coté o leurs surfaces ( 12, 13) sont opposées.

4 Turbine selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisée en ce que deux éléments de profil réalisés sous forme de plans principaux ( 71, 72) de la même taille sont prévus et disposés dans les directions fluide à travers respectives de parcours ( 4, 5) du/la couronne mobile ( 6, 7) l'un après l'autre et cela, au choix face à face ou décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens de rotation. Turbine selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'écart moyen entre les éléments de profil ( 71, 72) dans la direction de parcours est égal à une valeur allant jusqu'à 1,5 fois la longueur de la corde du profil et, de préférence, il est égal à 0,7 fois la longueur de la

corde du profil.

6.Turbine selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en

ce que les éléments du profil sont groupés symétriquement par rapport à un plan perpendiculaire à la direction de parcours.

7.Turbine selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en

ce que, comme éléments de profil, il est prévu un plan prin-

cipal ( 73) et des volets auxiliaires ( 74, 75) disposés des

deux c 8 tés du plan principal.

8 Turbine selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'étendue dans le sens radial du plan principal ( 73) et

des volets auxiliaires ( 74, 75) est différente.

9.Turbine selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que les volets auxiliaires ( 74, 75) ont de l'avance sur

le plan principal dans le sens de la rotation.

10.Turbine selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'avance des volets auxiliaires ( 74, 75) augmente avec

l'accroissement de la distance depuis le moyeu ( 6).

11.Turbine selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes,caractérisée en ce que la direction longitudinale des aubes ( 7) de la turbine s'étend à l'opposé du moyeu ( 6)

de la couronne mobile ( 6, 7).

12.Turbine selon la revendication 11, caractérisée en ce que la section des éléments de profil ( 71, 72) s'épaissit en

s'approchant du moyeu ( 6) de la couronne mobile.

13.Turbine selon la revendication 11 ou 12, caractérisée en ce que les éléments de profil ( 71, 7) sont reliés entre eux à leurs extrémités éloignées ( 14, 15) de la couronne mobile

( 6, 7).

14 Turbine selon l'une quelconque des revendications 11 à 13,

caractérisée en ce que l'écart entre les éléments de profil

( 71, 72) diminue dans la direction de parcours avec l'ac-

croissement de la distance du moyeu ( 6).

15.Turbine selon l'une quelconque des revendications 11 à 14,

caract 4 risée en ce qu'à proximité du moyeu ( 6), l'écart entre les éléments du profil ( 74, 75) est plus grand à l'extrémité arrière qu'à l'extrémité avant, mais que la différence entre ces écarts se réduise quand la distance

entre le moyeu et la section à travers ces éléments augmen-

te, l'écart pouvant même devenir plus grand à l'extrémité

avant qu'à l'extrémité arrière dans la zone la plus éloi-

gnée du moyeu.

16 Turbine selon la revendication 15, caractérisée en ce que les longueurs de corde des éléments de profil ( 74, 75) augmentent avec l'accroissement de la distance du moyeu ( 6).

17 Turbine selon l'une quelconque des revendications 7 à 10

et 11 à 16, caractérisée en ce que la longueur de corde du plan principal ( 73) décrolt avec l'augmentation de la

distance du moyeu ( 6).

18 Turbine selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,

caractérisée en ce que les directions longitudinales des aubes ( 7) s'étendent parallèlement à l'axe de rotation de la

couronne mobile ( 6, 7).

19 Turbine selon l'une quelconque des revendications précéden-

tes, caractérisée en ce qu'au moixs sur l'un des côtés de la

couronne mobile ( 7),il est prévu une couronne directrice ( 9).

Turbine selon la revendication 19, caractérisée en ce qu'il est toujours monté, après la couronne mobile ( 6,7), au

moins une autre couionne mobile ( 6 ', 7 '), une couronne direc-

trice intermédiaire ( 16) étant toujours intercalée entre

les deux.

21 Turbine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un

élément de profil ( 72, 74, 75, 76) est orientable d'une posi-

tion dans une autre, en cas d'inversion de ladirection de par-

cours de la couronne mobile ( 6,7), de sorte que l'élément de profil soit disposé dans les deux positions, asymétriquement par rapport aux plans perpendiculaires à la direction de parcours. 22 Turbine selon la revendication 21, caractérisée en ce que

deux éléments de profil ( 71,72) sont susceptibles d'itre relati-

vement décalés l'un par rapport à l'autre dans le sens de

rotation de la couronne mobile ( 6,7).

23.Turbine selon la revendication 21, caractérisée en ce que les éléments de profil ( 73, 74, 75, 76) sont répartis en deux groupes, les éléments de l'un des groupes étant fixes

et ceux de l'autre groupe étant orientables.

24.Turbine selon l'une quelconque des revendications 21 à 23,

caractérisée en ce que dans le but d'un réglage automatique de la position de l'élément de profil lors de l'inversion de la direction de parcours de la couronne mobile, la pression différentielle du fluide de travail avant et après

la couronne mobile est mise à profit.

25.Utilisation d'une turbine selon l'une quelconque des reven-

dications précédentes pour capter de l'énergie du mouvement

des vagues de la mer.

26.Utilisation de la turbine selon la revendication 25, carac-

térisée en ce que la turbine est disposée dans le goulot ( 2) en haut d'un récipient ( 3) dont l'extrémité inférieure

ouverte plonge dans l'eau agitée par les vagues.

27 Utilisation d'une turbine selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 24 pour capter de l'énergie du mouvement de

va-et-vient d'un écoulement d'eau.