FR2534636A1 - Turbine a panneau sans fin d'aubes orientables - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE TURBINE CONSTITUEE D'UN PANNEAU SANS FIN D'AUBES PARALLELES1 MAINTENUES ET ENTRAINEES DE CHAQUE COTE PAR UNE CHAINE GALLE2-3 DONT CERTAINS AXES4 PORTENT DES ORGANES APPROPRIES POUR FAIRE VARIER ET MAINTENIR L'ORIENTATION DES AUBES1 SUIVANT LA PARTIE DU CIRCUIT QU'ELLES PARCOURENT. LES CHAINES2-3 SONT TENDUES CHACUNE SUR DEUX ROUES30 A DENTURE SPECIALE. LES AUBES1 CHANGENT DE SENS D'ORIENTATION EN CHANGEANT DE COTE DU CIRCUIT. CES TURBINES PEUVENT CONSTITUER DE TRES HAUTES EOLIENNES A GRANDE SURFACE, MAINTENUES ALIGNEES OU EN QUINCONCE SOUS DES PORTIQUES METALLIQUES. ELLES SERONT AUTOMATISEES SOIT POUR PIVOTER SOUS L'ACTION DES CHANGEMENTS D'ORIENTATION DU VENT, SOIT POUR FAIRE VARIER, EN FONCTION DE LA FORCE DU VENT, LA PUISSANCE DE LEUR GENERATEUR ET L'INCLINAISON DES AUBES1. CES TURBINES CAPTERONT AUSSI L'ENERGIE DES MAREES, DE LA HOULE DES COURANTS MARINS ET FLUVIAUX. ENTRAINEES PAR UN MOTEUR ELLES DEVIENDRONT VENTILATEURS, CHENILLES NAUTIQUES ET GENERATEURS DE FORCE MOTRICE DE REACTION.

Description

La présente invention concerne les mécanismes en rapport avec le mouvement des fluides, soit pour capter l'énergie mécanique de leur masse en mouvement, soit pour provoquer ce mouvement en vue d'obtenir des ventilations ou l'utilisation comme force motrice, de la réaction résultant d'une expulsion rapide.

Lorsqu'un fluide exerce une poussée contre une surface plane, la force qui en résulte est perpendiculaire à cette surface, même si la poussée est due à un fluide qui la frappe obliquement
S a trajectoire est alors déviée d'un angle de réflexion plus grand que l'angle d'incidence, surtout si la surface plane se déplace dans le sens de la poussée qu'elle subit.

Des appareils comme les roues à aubes, les ailes des moulins à vent, les pales des hélices utilisent ces phénomènes. Mais comparativement aux larges voiles des navires, ils présentent de faibles surfaces de contact avec le fluide. L'invention préconise l'augmentation de ces surfaces pour disposer d'un plus grand volume de fluide générateur d'une plus grande puissance.

Selon l'invention, la turbine à panneau sans fin, d'aubes orientables se présente comme une suite de lames indépendantes et parallèles, portées de chaque c8té, par une chaîne galle tendue sur deux roues dentées aux axes parallèles. Le dispositif de fixation de chaque aube sur un axe de la chaîne galle, est conçu de façon qu'elle puisse pivoter sur commande, autour de son axe médian, et conserver ensuite cette orientation malgré les forces extérieures. Sur tous les parcours linéaires entre les deux roues dentées, l'orientation restera invariable, ainsi que sur le parcours de la demi-circonférence d'engrènement.

Elle ne changera que sur une courte rampe d'accès à ces deux parcours fixes.

Lorsque ce large et surtout haut panneau d'aubes est exposé d'un coté à l'action du vent, celui-ci frappe d'abord les lames légèrement inclinées vers le bas et provoque leur descente plus ou moins rapide suivant sa force. Après avoir traversé le panneau il trouve à sa sortie la deuxième série d'aubes, inclinées en sens inverse vers le haut ; en les frappant, il les fait monter et renforce ainsi son action initiale. Les poussées élémentaires reçues par chaque aube inclinée s'additionnent pour provoquer le mouvement de translation et de rotation de l'ensemble. Le générateur couplé sur l'axe des roues dentées transformera cette énergie mécanique en energie éiectriquew
La planche 1 représente spécialement les organes de support et d'orientation des aubes.Les organes mobiles du châssis sont schématisés a la planche 2 et les organes fixes à la planche 3. Les planches suivantes concernent des modifications apportées à certains organes et des applications de l'invention.

Les douilles 4 constituent des axes des deux chaines galle 23 supports. Les flasques 5 ne s'articulent pas à leur centre mais prennent appui sur des têtes de vis 6 diamétralement opposées prés de la périphérie. Chaque douille 4 est constituée de deux parties identiques superposées, assemblées par les quatre vis 6. Son pourtour extérieur présente un large creux circulaire où tourne à frottement doux une bague à gorge 7 dans laquelle se loge de part et d'autre, le bord biseauté d'une entretoise fixe 8 et celui d'une des entretoises latérales 10-11.

L'intérieur de la douille 4 porte une gorge circulaire 12 dans laquelle s'engage à frottement doux la collerette circulaire 13 d'un manchon cylindrique 14 dont le prolongement du côté des aubes 1, présente une fente 15, dans laquelle sera fixée la partie médiane du côté d'une aube 1. Les deux manchons 14, auxquels l'aube 1 est fixée de part et d'autre, lui permettent de tourner avec eux dans chacune des douilles 4. Ces cinq pièces : aube, manchons et douilles forment corps et leurs mouvements de translation sont liés.

L'intérieur circulaire de chaque manchon 14 présente des rainures hélicoldales 18. Une tige-coulisseau IS pénètre dans le manchon 14 du c8té opposé à l'aube 1. Sa partie intérieure au manchon 14 a une section circulaire qui présente en saillie des ergots 20 pénétrant dans les rainures hélicoldales 18. Du côté extérieur, le coulisseau 19 possède une section carrée, qui coulisse dans l'ouverture carrée 21 d'un disque plat 22, fixé à la douille 4, par les vis 6. A son extrémité le coulisseau porte un petit axe fixe sur lequel peut tourner un galet 23 qui roule dans la gorge du rail d'orientation 24-25 fixe au bâti fixe en regard 26 - 27
La fait que la douille 4 soit tirée de chaque côté par la tension des flasques 5 de la chaîne galle, l'empêche de tourner sur ellemême dans un sens ou dans l'autre.Le disque 22 qui lui est solidaire empêchera donc aussi le coulisseau 19 de tourner, puisqu'il est maintenu dans la glissière carrée 21. Celui-ci ne pourra avoir que des déplacements rectilignes longitudinaux. .iais son enfoncement dans le manchon 14 ou son retrait. provoqueront, par l'intermédiaire des rainures hélicol- dales 18, la rotation de ce manchon et de l'aube 1 qu'il porte soit dans un sens soit dans l'autre. Inversement les rotations de ceuxci engendreront, suivant leur sens, la sortie ou l'enfoncement du coulisseau 19.

Les deux manchons 14 qui portent la même aube 1 auront des rainures hélicoïdales 18 de sens opposé. Ainsi, pour une même rotation de l'aube 1, les déplacements longitudinaux des deux coulisseaux 19 jumelés, seront de sens inverse. L'enfoncement de l'un, dans son manchon provoquera le retrait de l'autre -du sien. Donc les deux galets 23 portés par chacun des coulisseaux 19 resteront bien equidistants ; il faudra par conséquent que les deux rails d'orientation 24 - 25 dans la gorge desquels s'engagent ces galets 23, restent toujours équidistants et parallèles. Si les deux coulisseaux 19 ne peuvent subir de déplacements longitudinaux parce que leur galet 23 est immobilisé dans la gorge de leur rail respectif, l'aube 1 et ses deux manchons 14, ne pourront accomplir aucune rotation, donc l'orientation de l'aube 1 restera bloquée.Pour la faire varier, il faudra permettre le mouvement lohgitudinal des coulisseaux jumelés 19 en rapprochant par exemple le rail 24 de sa douille 4, et en éloignant l'autre 25, de la même distance de la sienne.

Les deux chaînes galle 2 - 3 maintenues par les entretoises fixes 8 - 10 - 11 resteront toujours parallèles entre elles et parallèles aux bâtis fixes 26 - 27. Les rails d'orientation 24 - 25 sont toujours parallèles entre eux comme le montre la figure 6 mais ils peuvent se rapporcher ou s'éloigner des chaines galle 2 - 3. Leur position pour chaque partie du parcours des aubes 1, sera déterminée au montage en fonction de l'inclinaison qu'on veut donner à ces aubes 1.

Entre chaque douille 4, les flasques 5 sont articulées sur des axes cylindriques ordinaires 29. Dans l'engrènement des roues dentées 30, ils seront seuls entraînés par les dents de ces roues, les douilles 4 resteront flottantes dans leur logement respectif et les flasques 5 qui leur sont fixées de part et d'autres demeureront sur une même ligne droite pour empêcher la douille 4 de tourner.

Les figures 3 et 4 de la planche 2 donnent une vue d'ensemble des éléments du châssis mobile. Les deux axes parallèles 32 - 33 portent de chaque côté une roue à denture appropriée aux axes 4 et 29 des deux chaînes galle 2 - 3 qui les engrènent. Les flèches 34 indiquent la direction et le parcours du fluide et celles plus larges 35 en pointillés, marquent le sens du mouvement linéaire et rotatif des chaînes galle 2 - 3 et des aubes 1 qu'elles entrainent.

Les figures 5 et 6 de la planche 3 schématisent spécialement les organes fixes du châssis. Ce sont d'abord les deux montants extérieurs 26 - 27 servant de support et de bâti. Les deux entretoises médianes 5, entre deux roues dentées 30, du même côté et dans leur plan ainsi.

que les deux entretoises latérales 10 - 11, sont fixées sur le bâti fixe 26 - 27 en regard, par des attaches rigides 38. Les deux entretoises médianes 8 servent de support et a'appui à des aubes intérieures 39 inamovibles. Suivant le cas elles pourront pivoter librement sur leur axe médian ou être immobilisées. L'espace rectiligne et semicirculaire compris entre ces entretoises 8 - 10 - 11 sert de chemin de roulement 40 à chacune des chaînes galle. Comme le bord de ces entretoises 8 - 10 - 11 s'engage de part et d'autre dans la gorge de la bague 7, les douilles 4 maintiennent la chaîne galle stable dans son chemin de roulement 40. Les deux rails d'orientation 24 - 25 toujours parallèles sont reliés au bâti 26 - 27 en regard par des bandes rigides 28. Un des axes 32 est couplé à un générateur 41 par des courroies de-transmission.Des pans verticaux 42 délimiteront de chaque côté les ouvertures d'arrivée et de sortie du fluide pour éviter les remous.

Au cours du fonctionnement de l'appareil les aubes 1 subiront des couples dé torsion car la poussée du fluide ne sera généralement pas égale sur toute leur surface. Les galets 23 des coulisseaux 19 seront, comme on l'a vu, poussés ou tirés, contre un des bords de la gorge des rails 24 - 25. Cette pression du galet engendrera un frottement préjudiciable à son roulement. Pour supprimer ce risque, on fera en sorte qu'au montage, les deux inclinaisons extrêmes, de sens opposé de chaque aube 1, provoquent l'arrêt de la partie cylindrique du coulisseau 19, d'un côté contre le disque 22 solidaire de la douille 4, et de l'autre côté~contre la butée que constitue l'arrêt des rainures hélico1dales 18.Dans les deux cas, le coulisseau 19 est bloqué à l'intérieur du manchon et la résultante des diverses forces s'annule dans la douille 4 au niveau de la gorge intérieure 12 et de la collerette 13 du manchon.

Pour les grandes éoliennes, comme celles qui sont représentées à la figure 8, il sera utile, pour améliorer le rendement, de pouvoir faire varier l'orientation des aubes 1, en fonction de la vitesse du vent. Cette variation ne s'effectuera que sur les deux parcours rectilignes. Sur le parcours des demi-circonférences, les aubes 1 pourront prendre, sur commande, une position radiale, inclinée ou tangente invariable.

La réalisation de ces variations exige que, simultanément, une des parties rectilignes d'un rail 24 - 25 soit rapprochée de la chaîne galle de son côté, et que la partie rectiligne en regard de l'autre rail, soit éloignée de la neume distance de l'autre chaîne. Ainsi, au même moment, toutes les aubes 1 parcourant ces deux parties rectilignes parallèles des rails 24 - 25 changeront d'inclinaison à la fois.

Comme le montre la figure 7 de la planche 4, les bandes rigides 28 fixées d'un côté au bâti 26 - 27 correspondant, présentent, du côté du rail, une lumière longitudinale 43 dans laquelle s'engage le bouton 44 solidaire du rail 24 - 25. Du côté opposé au rail chaque bande 28 porte une gorge à glissière 45 dont les deux bords recourbés assurent le maintien à frottement doux de deux bandes glissières 46 - 47 identiques et juxtaposées. En regard de la lumière longitudinale 43, chacune d'elles présente une lumière similaire oblique, d'inclinaison inverse l'une par rapport à l'autre. Le bouton 44 s'engage dans l'ouverture commune à ces trois lumières, et sa large tête vissée l'empêche d'en sortir. Ces quatre paires de glissières 46-47, sont ainsi rendues solidaires chacune d'un côté rectiligne de chaque rail d'orientation.

Lorsque les deux glissières 46-47 accompliront simultanément des va-et-vient de sens opposé l'une par rapport à l'autre l'action combinée de leur lumière inclinée respective poussera le bouton 44 et la portion de rail qui lui est solidaire, vers la gauche ou la droite, dans la lumière rectiligne 43 de la bande support 28. Pour que deux portions parallèles de chaque rail 24 - 25 restent équidistantes, elles doivent subir chacune au même moment la poussée de même amplitude d'une paire de glissières 46 - 47 jumelées. Ces deux paires de glissières seront donc soumises aux commandes du même organe.

Les va-et-vient des glissières 46 - 47 seront commandés à partir du bas. Chaque paire aboutira contre une poutrelle plate 48 - 49 fixée de part et d'autre aux montants 26 - 27 du bâti. En regard des dernières lumières inclinées de ces glissières chaque poutrelle 48 - 49 présentera une lumière longitudinale similaire. Dans leur ouverture commune pénètrera un bouton 44 porté par une longue targette 50 - 51 pouvant coulisser sur la poutrelle qui la porte. Les mouvements des targettes 50 - 51 commanderont à droite et à gauche ceux des deux boutons 44 qu'elles portent.Les va-et-vient de chacun de ces boutons 44, dans la lumière longitudinale de la poutrelle provoqueront par l'intermédiaire des lumières inclinées en regard, les va-et-vient de sens opposé de chaque couple de glissières 46 - 47 qui, à leur tour, comme on l'a vu, engendreront les déplacements des rails 2425 et le changement d'inclinaison de leurs aubes 1.

La commande manuelle de chaque targette 50 - 51 peut se faire par les poussées longitudinales exercées, sur une manette 52, dont l'axe traverse la poutrelle 48 - 49 support dans une fente longitudinale,,,
Quand elle y sera immobilisée par le serrage de l'écrou opposé, les glissières 46 - 47 et les rails d'orientation qui leur sont liés seront aussi immobilisés sur leur support 28.

Au lieu d'une commande manuelle, on pourra utiliser une commande autonome directement commandée par les variations de la force du vent. Chaque poutrelle 48 - 49 portera un appareil électroamagnétique d'avalement 53 constitué par la juxtaposition de plusieurs bobines plates 54,55.. à induction indépendante. Voir la figure 11 planche 5. Chacune des deux targettes 50 - 51 sera solidaire d'un noyau de fer doux 56 qui pourra se déplacer dans la partie creuse de l'appareil 53. A l'extérieur, sur le sommet de l'éolienne par exemple, un entonnoir conique 57, orientable suivant la direction du vent, par pivotement de son support vertical, pourra glisser par un manchon cylindrique central sur une tige creuse 58 horizontale qui portera à son extrémité un ressort de compression 59. En s'engouffrant dans la partie creuse de l'entonnoir 57, le vent le poussera vers l'avant.Suivant sa force, le ressort 59 sera plus ou moins comprimé par l'avance de l'entonnoir.

Dans la partie creuse de la tige 58, aboutiront des fils reliés aux bobines 54 - 55. Lorsque le manchon de l'entonnoir 57 arrivera sur leur extrémité, le contact produit engendrera l'induction des bobines correspondantes. Ainsi, l'avance de l'entonnoir 57, en fonction de la force du vent, produisant l'induction successive des bobines 54 - 55 vers la gauche, déplacera le centre d'attraction du noyau 56 dans ce sens. En glissant vers la gauche ce noyau entratnera sa targette 50 - 51 qui commande indirectement les déplacements du rail 24 - 25 et l'orientation des aubes 1. Quand le vent faibliratle ressort antagoniste 59 repoussera vers la droite l'entonnoir 57, et, dans l'appareil 53, l'arrêt de l'induction de certaines bobines obligera le noyau 56 à revenir vers la droite,en provoquant un nouveau changement d'orientation des aubes 1. Pour un meilleur fonctionnement de ce système, on utilisera avantageusement, deux autres appareils 53 placés en haut, sur des poutrelles et des targettes similaires à celles du bas. Les impulsions de chacun d'eux seront jumelées avec celles d:un appareil du bas.

Pour relier les parties rectilignes mobiles de chaque rail 24 - 25 à leurs parties semi-circulaires fixes, on utilisera comme rampe un segment de rail 60 qui pivotera, du côté des roues dentées, sur un bouton 61 qui immobilise le rail sur sa bande support 28. L'autre côté portera un bouton 44 pouvant coulisser dans la lumière longitudinale 43 d'une bande support 28. Ces déplacements, commandés par les glissières 46 - 47 dans cette lumière 43 imprimeront de légères oscillations.

à la rampe 60 autour de son bouton pivot 61. Au niveau de ces pivots fixes 61, les deux bandes glissières 46 - 47 présenteront une lumière rectiligne dans laquelle ils pourront s'engager, sans subir de poussées, ni gêner les mouvements des glissières 46 - 47.

Lorsque le vent sera chargé de pluie, le fait que les aubes 1, soient orientées vers le bas, du côté de son arrivée, permettra à l'énergie cinétique des gouttes d'eau de renforcer l'action motrice de celui-ci en frappant obliquement ces aubes.

La figure 8 montre la silhouette effilée d'une éolienne à grande surface. C'est sa- hauteur, plus que sa largeur qui sera facteur de sa puissance car le vent avoisinant pourra plus facilement dégager la face arrière de l'éolienne où risque de s'accumuler l'air ralenti qui a traversé le panneau en lui cédant une partie de sa puissance.

La figure 9 schématise l'adaptation des -aubes 1 aux grandes dimensions. Elles comprennent deux parties identiques solidaires du même axe médian 62 fixé de part et d'autre à deux manchons 14 de chacune des chaînes 2 - 3. L'espace qui sépare ces deux parties est occupé par une autre channe galle 63 auxiliaire, dans laquelle les douilles 4, leur manchon et leur coulisseau disparaissent pour être remplacés par un axe cylindrique creux dans lequel l'axe médian 62 de l'aube 1 peut tourner librement. Cette chaîne soutient l'aube alourdie et participe à l'effort de traction des deux autres mais pas à la fonction d'orientation.

En raison des changements de direction des vents, l'éolienne devra pouvoir pivoter pour qu'ils frappent toujours perpendiculairement les aubes inclinées. Cette rotation pourra s'accomplir automatiquement.

L'axe de pivotement 64 de l'éolienne commande par un moteur 65, à courant continu, pourra tourner dans un sens ou dans l'autre suivant que la manette de commande sera tournée à droite ou à gauche. C'est une girouette 67, ou un cône 57, qui jouera le rôle de manette de commande sous l'action des variations de direction du vent. Placee en haut de l'éolienne, elle pourra pivoter dans une douille profonde, mais ses rotations seront limitées à droite ou à gauche par deux plots 67 - 68 où aboutiront les deux fils amenant le courant au moteur axial 65. Lorsque la girouette poussée latéralement par un vent changeant de direction pivotera, pour toucher à droite ou à gauche l'un de ces deux plots 67 - 68 le moteur 65 tournera et entraînera l'éolienne avec lui dans le sens de la nouvelle direction du vent.Il s'arrêtera lorsque la girouettesbien orientée dans une direction stable du vent; cessera de toucher le plot qui a enclenché le mouvement.

Pour éviter que la vitesse linéaire et circulaire des aubes 1 ne soit trop rapide sous l'action d'un vent fort, il faudra que la résistance opposée par le générateur varie comme la force de la poussée du vent. Pour adapter automatiquement la résistance du générateur à la force du vent, il pourrait être constitué par la juxtaposition de plusieurs dynamos indépendantes. La mise en circuit successive de chacune d'elles pourrait s'effectuer par le même dispositif que celui qui a été préconisé pour l'induction successive des bobines de l'appareil d'avalement 53. Le même entonnoir 57 et les autres éléments annexes pourraient d'ailleurs jouer conjointement les deux rôles à la fois.

Les éoliennes à panneau d'aubes pourront être placées sur le toit des maisons sur des radeaux flottants au large et sur tous les lieux particulièrement exposés aux vents. Pour les maintenir bien dressées, on les groupera sous des portiques métalliques immobilisés par des haubans. Sous un vent régulier comme le mistral, elles seront alignées sur un même front. Sous des vents variables on les dispersera en quinconce. La distance entre elles sera toujours suffisante pour -que, en dépit de leur orientation variable, aucune d'elles ne gênent l'arrivée du vent sur les voisines.

La planche 6 montre des adaptations du générateur à la captation de l'énergie cinétique de l'eau en mouvement. La figure 12 schématise le principe de son utilisation pour capter une partie de l'énergie fournie par les marées. L'appareil placé horizontalement, occupe toute la largeur d'un canal rectiligne entre deux digues d'inégales hauteurs. La plus élevée 69 pouvant arrêter les plus hautes marées, implantée face à la mer, délimitera à l'arrière > un grand bassin ou une baie entière,dans lesquels l'eau ne pourra entrer ou sortir qu'en passant par le canal toujours rempli et les ouvertures 70 pratiquée à sa base.La deuxième digue 71 moins haute que les marées basses, obligera l'eau à prendre une direction verticale dans le canal, dans ses va-et-vient de flux et de reflux Les aubes 1 auront des inclinaisons similaires à celles représentées à la figure 3 ; sur les demi-circonférences des roues dentées elles prendront une direction tangentielle.

L'eau montera ou descendra perpendiculairement, à une faible vitesse.

L'inclinaison angulaire des aubes sur l'une et l'autre face sera prévue pour que l r inversion de sens du mouvement ne modifie pas le.

rendement. Le générateur 41 relié à un axe des roues dentées sera placé hors de l'eau, sur la digue 69. Le plan de cette digue aura la forme crénelée de lignes brisées pour augmenter sa longueur et le nombre d'appareils capteurs d'énergie. Ils ne représenteront qu'un obstacle perméable au passage de l'eau. La marée sera retardée mais non arrêtée.

La figure 13 schématise le principe de l'application de l'invention à la transformation partielle de l'énergie des eaux d'un courant marin ou fluvial. Le panneau d'aubes sera placé dans un plan vertical, perpendiculaire au sens du courant, entre deux bâtis fixes, les piliers d'un pont par exemple, au sous une plateforme flottante immobilisée.

Les aubes seront verticales et se déplaceront de droite à gauche ou inversement de gauche à droite suivant la face du panneau. Le générateur 41 sera fixé sur le prolongement d'un axe 32 des roues dentées. Des panneaux fixes verticaux 73 - 74, canaliseront l'arrivée perpendiculaire de l'eau et, à la sortie, s'évaseront pour faciliter son évacuation. En amont, des grillages arrenteront les débris susceptibles de gêner le fonctionnement de l'appareil.

La figure 14 montre le principe de la captation de l'énergie de la houle et des vagues. Le panneau d'aubes 1 sera placé horizontalement dans une cheminée rectangulaire d'un caisson flottant ou fixé sous une plateforme. I1 sera ouvert en bas dans la mer où il plongera de façon que l'immersion des aubes soit assurée au repos et, que au-dessus, un espace assez grand, serve de réservoir momentané à l'eau de la houle qui aura traversé la turbine attendant le retrait de la vague. Ce retrait lui permettra en descendant, d'imprimer aux aubes un mouvement inverse. La partie basse du caisson sera lestée et, en raison de son ballottement par les eaux, des aubes fixes intérieures 75, canaliseront la montée du fluide pour qu'il arrive perpendiculairement sur les aubes 1 dont l'inclinaison, sur chaque face sera de sens inversé mais de merne grandeur en raison de leurs mouvements alternatifs. Pour éviter au générateur 41 couplé sur un axe 32 de subir l'effet des brusques poussées alternatives inégales, transmises par le panneau d'aubes 1, on pourra lui adjoindre un bipulseur à roues libres axiales jumelées, objet du brevet français n0 81 21 126 ainsi qu'un volant d'inertie. Sa rotation sera alors continue de êne sens et le panneau d'aubes sera lui aussi contraint à des vitesses motrices uniformes bien qu'alternatives.

Si au lieu de se déplacer sous l'action d'un fluide extérieur en mouvement les aubes sont entralnées par un moteur couplé sur un axe 32, elles prourront provoquer le mouvement du fluide extérieur immobile en contact avec elles. Une des faces du panneau happera ce fluide vers l'intérieur et l'autre face le rejettera plus ou moins vite suivant la force dont elles disposeront. Le panneau d'aubes pourra donc s'adapter à la fonction de ventilateur et dans certains cas à celui de moteur à réaction.

La figure 15 concerne le fonctionnement d'un petit ventilateur à panneau d'aubes orientables. Il est placé dans un cadre fixe 85, comme s'il s'agissait d'une éolienne. Les aubes 1 entraînées par le moteur 77 sont orientées pour happer l'air à droite et le rejeter à gauche. Pour obtenir la rotation du cadre support sur son pivot 76, on abaissera et remontera chacune des deux petites glissières 78 de la face de sortie de l'air. En les frappant, celui-ci engendrera une force tangentielle de rotation.

La figure 16 représente une soufflerie plus puissante. Dans ce cas particulier les aubes 1, gardent une orientation constante sur toutleur parcours L'air est donc happé par les deux faces du panneau, il s'accumule à l'intérieur et s'échappe par des fentes latérales des deux côtés. Puisque l'orientation des aubes 1 reste constante, on pourra supprimer les rails d'orientation 24-25 et les entretoises 8 - 10 - 11 qui empêchaient les battements latéraux des chaînes galle 2 - 3. Ces chaînes elles-mêmes subiront la modification représentée à la figure 17. La douille 4 sera remplacée par une simple tige filetée 79 fixée par quatre écrous sur le milieu de deux longues flasques de chaîne 5, entre deux axes ordinaires 29. Du côté intérieur, ces tiges 79 présenteront une fente dans laquelle sera fixé un côté de l'aube 1, comme il l'était sur le manchon 14.C'est au montage de ces tiges 79, sur les flasques 5 que l'orientation invariable des aubes sera déterminée. Comme précédemment, sur les roues dentées 30, les axes ordinaires 29 seront seuls entralnés par les dents les tiges 79 restant flottantes dans leur alvéole prévue.

Le domaine de l'invention comprend aussi son application à l'entrainement d'un mobile en utilisant la force de réaction résultant de la vive pulsion imprimée au fluide en contact avec les aubes orientées.

La figure 18 représente l'utilisation d'un panneau d'aubes comme chenille nautique. Le panneau est placé horizontalement sous l'embarcation
les aubes étant dirigées dans le sens de la largeur. Sur la face du bas, les aubes sont verticales. Le panneau pourra être entraîné à l'arrière par un moteur 77 et à l'avant par un pédalier, l'un et l'autre étant couplés sur un des deux axes 32 - 33 des chaînes à roues dentées. Les aubes se déplacent dans le sens des flèches 35 et 1' embarcation dans le sens de la flèche 81. Au lieu d'un seul panneau d'aubes placé sous l'embarcation on pourrait, pour certains bateaux en utiliser deux, placés verticalement contre chacun de ses côtés.

Dans. le cas précédent on utilise la réaction d'une simple poussée mécanique des aubes contre un fluide au repos. Les deux exemples suivants montrent comment le panneau d'aubes pourrait parvenir à développer une force de réaction importante en provoquant successivement l'aspiration du fluide avoisinant, sa compression et son expulsion à forte vitesse.

La figure 19 représente Ui appareil rectangulaire 87 dans lequel le panneau d'aubes est placé comme dans une éolienne ou le ventilateur de la figure 13. L'air est aspiré par une face,- mais l'autre face, au lieu de le rejeter directement à l'extérieur, l'accumulera dans une chambre de compression 84, d'où il ne pourra s'échapper que par la faible ouverture de la tuyère 83 à une vitesse qu'on essaiera de rendre la plus grande possible, en utilisant au mieux la fonction compressive des aubes 1.

La figure 20 schématise un réacteur 88 légèrement différent qui recherche le même effet. Comme pour la soufflerie de la figure 16, l'aspiration du fluide se fait sur les deux faces du panneau par des aubes à orientation invariable, voir figure 17. A l'intérieur de l'appareil, des aubes fixes 84 épousent des contours arrondis pour canaliser sans remous, le fluide comprimé, vers une seule ouverture latérale en forme de tuyère 83.

Cette liste d'applications n'est pas limitative. Elle concerne les domaines variés les plus importants qui- permettent de mieux se rendre compte, du fonctionnement de cette turbine. à panneau sans fin d'aubes orientables, ainsi que des modifications qu'on peut lui apporter pour qu'elle puisse s' adapter aux rôles multiples qu'elle peut jouer : transformer en énergie électrique la force du vent, de la marée, c;e la houle, des courants marins et fluviaux, provoquer des aspirations et des ventilations, devenir chenille nautique et, en comprimant le fluide aspiré, avant de l'expulser,apparaitre comme moteur à réaction nautique ou aéronautique. Dans tous ces cas d'applica tisons, le diamètre des deux roues dentées 30,portées par le même axe 32 - 33 ne sera pas nécessairement égal, à celui des deux autres roues dentées.

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 La turbine à panneau sans fin d'aubes orientables comprend des organes fixes et des organes mobiles placés dans un cadre rectangulaire que schématisent les deux montants 26 - 27.

- deux axes rotatifs 32 - 33 portent de chaque côté une roue 30 à denture spéciale pour les châines 2 - 3 qui les engrènent.

- deux entretoises médianes 8 et des entretoises latérales solidaires du montant 26 - 27 en regard maintenues dans le plan des deux roues dentées 30 du même côté.

- des aubes inamovibles intérieures portées de part et d'autre par les entretoises 8.

- deux rails à gorge formant deux circuits fermés parallèles entre eux et fixé au montant 26 - 27 en regard par des attaches plates 28.

- un générateur 41 relié à un des axes 32 - 33 - des pans extérieurs fixes canalisant le fluide à son entrée et à sa sortie.

- Les deux chaines 2 - 3 et les aubes qu'elles portent constituent les organes mobiles. Ces aubes 1 seront plates ou incurvées.

- Les mécanismes qui commandent l'orientation des aubes sont portés par des douilles 4, intercallées sur la chaîne entre des axes cylindriques 29 ordinaires. Les quatre flasques 5 de chaîne s'articulent de chaque côté de la douille 4 à des vis 6 diamétralement opposées qui assemblent les deux parties identiques superposees de la douille 4.

- une bague 7 maintenue dans la rainure circulaire extérieure de la douille 4 présente une gorge où s'engagent de part et d'autre les bords biseautés des entretoises 8 - 10 - 11 qui délimitent le chemin de roulement 40 de chaque chaîne 2 - 3.

- Le manchon cylindrique 14 peut tourner librement à l'intérieur de la douille 4 grâce à une collerette circulaire 13 engagée dans la gorge 12. Du côté intérieur,le manchon 14 présente une fente 15 dans laquelle se fixe, en son milieu un côté de l'aube 1.

- L'intérieur du manchon présente des rainures hélicoidales 18, elles sont de sens opposé pour les deux manchons portant la même aube 1.

est - Une partie de l'axe coulisseau 19 logée dans le manchon 14 et les ergots qu'elle porte s'engagent dans les rainures hélicoldales 18, sa partie médiane carrelet peut glisser dans l'ouverture axiale carrée 21 du disque 22 solidaire de la douille 4, son extrémité porte un galet 23 qui roule dans la gorge d'un rail 24 - 25.

Le mécanisme qui permettra de faire varier l'inclinaison des aubes en fonction de la force du vent comprend - la lumière lonitudinale 43 que porte chaque bande d'attache 28 et la gorge à glissière 45 qui lui est fixée du côté opposé au rail 24 - 25 - Les paires de glissières iaentiques 46 - 47 juxtaposées, coulissant dans ces gorges 45 et présentant chacune en regard de la lumière 43 une lumière inversement inclinée I'une par rapport à l'autre.

2 - Turbines i aubes orientables selon la revenaiation 1 caractéri sée en ce que son application aux grandes éoliennes pourra comporter les organes auxilires suivants

- Le bouton 44 solidaire de la partie rectiligne du rail 24 - 25 - les deux poutrelles plates 48-49 fixées de part et d'autre, en bas ou en haut de chacun des montants 26 - 27 et leur deux lumières longitudinales en regard des lumières inclinées des deux paires de glissières 46 - 47 qui passent dans la gorge qu'elles portent à chaque extrémité.

- les deux longues targettes 50 - 51 coulissant chacune sur une poutrelle et leur deux boutons 44 solidaires qui s'engagent dans l'ouverture commune des trois lumières des glissières 46 - 47 et de la poutrelle 48 - 49. La m-anette 52 qui commande les va-et-vient de ces organes mobiles et 11 écrou de serrage opposé qui les immobilisera.

- le segment de rail 60 ou rampe de pivotement qui relie la partie fixe semi-circulaire de chaque rail à sa partie rectiligne mobile.

- l'appareil électro-magnétique d'avalement 63 qui pourra remplacer la commande manuelle de la manette 52, par une commande magnétique engendrée par la variation de la force du vent. Il s'agit d'abord de la suite de bobines plates juxtaposées à induction indépendante constituant l'appareil 63, ensuite du noyau de fer doux 56 solidaire d'une targette 50 - 51, enfin à l'extérieur de l'entonnoir 57 qui sous l'action du vent comprime plus ou noins le ressort antagoniste 59 sur l'axe creux 58 à la périphérie duquel aboutissent la succession des fils qui commandent l'induction des bobines 53 - 54.

- L'appareil électro magnétique similaire au précédent qui en fonction de la vitesse du vent augmentera la puissance du générateur 41D constitué de dynamos juxtaposées indépendantes misent successivement en marche, par l'avance progressive, sous l'action du vent,du c8ne 57 sur l'axe creux 58, où aboutissent les fils de contact provoquant leur mise en marche.

- Le dispositif électrique qui provoque le pivotement de l'éolienne en fonction de la variation de direction GU vent comprend le pivot vertical 64, le moteur axial 55 oont la mise en marche de rotation à droite ou à gauche est commandée par la girouette 66 et les deux plots de contact 67 - 68.

Pour des groupes d'éoliennes on pourra naturellement utiliser des télécommandes.

- Les aubes renforcées de grandes dimensions comprennent deux parties similaires solidaires d'un même axe médian 62 qui peut tourner librement dans l'axe creux d'une chaîne galle auxiliaire 63 alors que ses deux extrémités sont fixées de part et d'autre à un manchon 14 de chaque chaîne 2 - 3.

- Les hauts portiques métalliques qui maintiendront bien verticales les éoliennes alignées ou en quinconce.

3 - Turbine à panneau d'aubes selon la revendication l caractérisée en ce que son applica$ion à la captation de l'énergie des marées pourra comporter les éléments suivants - La position horizontale de l'appareil sur toute la largeur d'un canal entre deux digues 69 - 71. La plus haute 69, face à la mér délimitera de grand bassin où l'eau ne pénétrera et n'en sortira qu'en empruntant les ouvertures 70 de sa base qui pourront être fermées par des vannes. La moins haute 71 atteindra la hauteur de la marée basse.

4 - Turbine à panneau d'aubes selon la revendication 1 pouvant s'adapter au captage de l'énergie des courants marins ou fluviaux en plaçant verticalement l'appareil entre deux supports verticaux ou bien sous une plateforme flottante 72 immobilisée ; les aubes 1 du panneau seront verticales et des aubes fixes verticales extérieures 73 - 74 canaliseront l'arrivée et la sortie de l'eau. En amont un grillage arrêtera les débris encombrants.

5 - Turbine à panneau d'aubes, selon la revendication 1, caractérisée par les éléments suivants pour capter l'énergie de la houle et des vagues. L'appareil sera placé horizontalement dans l'ouverture intérieure verticale, rectangulaire d'un caisson. Au dessus de l'appareil, un espace assez grand servira de réservoir momentané à l'eau de la houle qui aura traversé le panneau en attendant son reflux moteur descendant, des aubes fixes 75 intérieures canalisant le flux et le reflux.

6 - Turbine à panneaux d'aubes selon la revendication 1 caractérisée par les éléments suivants pour jouer un r8le aspirant et foulant.

Le panneau du cadre 85 est entraîné par le moteur 77. Il joue le rôle de ventilateur, l'air aspiré par une face est rejeté par la face opposée. Les glissières 78 mises en contact de l'air rejeté feront tourner l'appareil sur son pivot 76.

panneau garent une orientation constante parce que la douille 4 est remplacée par une simple tige filetée 79, fixée au milieu de deux flasques de chaîne 5 et présentant du côté intérieur une fente où se fixe l'aube 1 dans l'orientation voulue. Dans ce cas, la présence des rails 24 - 25 et des entretoises devient inutile.

Les deux faces du panneau placé dans le cadre 8 aspirent l'air simultanél,lent et il est rejeté par les deux côtés. Les aubes de ce

7'- Turbine à panneau d'aubes, selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle peut être utilisée comme chenille nautique motrice.

Le cadre pourrait être placé horizontalement sous une embarcation 80, les aubes 1 dans le sens de la largeur, celles du bas seraient verticales celles du haut horizontales. Les axes 32 - 33 seront actionnés par un moteur 77 ou un pédalier 80.

8 - Turbine à panneau d'åubes selon les revendications 1 et 6 caractérisée par le rôle de réacteur qu'elle peut jouer en expulsant sous pression le fluide qu'elle a aspiré.

Le réacteur 87 comporte des aubes 1 orientables comme le- ventilateur 85 ; avant d-'être rejeté, l'air aspiré passe dans une chambre de compression 84 et s'écoule par la tuyère 83.

Le réacteur 88 comporte des aubes 1 à orientation invariable comme la soufflerie 86, des aubes fixes 82 eanalisent l'air- dans les deux chambres de compression 84 vers la tuyère 83.

Le diamètre des deux roues dentées 30 portées par le même axe 32 - 33, ne sera pas nécessairement égal à -celui -des deux autres roues dentées.