FR2647157A1

FR2647157A1 - Blade of curved shape, with concave profile, particularly for a wind mechanism

Info

Publication number: FR2647157A1
Application number: FR8905579A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1990-11-23

Abstract

The invention relates to a blade of curved shape with a converging meniscus-shaped profile having a powerful starting torque whilst having a high rotational speed. It comprises: 1 - the blade, 2 - the leading edge, 3 - the upper curve, 4 - the lower curve, 5 - the trailing edge, 6 - the blade root, 7 - the concavity. The most beneficial of the applications of the invention: this blade is designed to be mounted on a rotor, and is intended to provide a driving power using the flow of the wind, to propel boats mechanically or electrically, as well as to do hard work.

Description

La présente invention se rapporte à une pale de forme curviligne ayant un profil ménisque convergent. Cette pale est destinée à un rotor de turbine troposphérique et qui sous l'effet de la poussée du flux du vent atmosphérique est mise en rotation, pour fournir une puissance motrice. The present invention relates to a curvilinear blade having a converging meniscus profile. This blade is intended for a tropospheric turbine rotor and which under the effect of the thrust of the atmospheric wind flow is rotated, to provide a driving power.

Cette puissance motrice transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique ou électrique. Cette puissance motrice varie selon le nombre de pales, Zeurs dimensions, leurs concavités et leurs incidences.This motive power transforms the kinetic energy of the wind into mechanical or electrical energy. This motive power varies according to the number of blades, their dimensions, their concavities and their incidences.

Ce qu'il ne faut pas oublier c'est que le vent est une puissance formidable en apparence, mais faible en utilisation. What should not be forgotten is that the wind is a formidable power in appearance, but weak in use.

En conséquence l'objet principal de la présente invention est une pale de forme nouvelle qui soit capable de produire avec l'énergie du vent t une puissance bien supérieure à celle d'une autre pale classique dont le cercle de rotation décrit par lteztrémité de la pale qui aurait la même longueur. Consequently, the main object of the present invention is a blade of new shape which is capable of producing with the energy of the wind t a power much greater than that of another conventional blade whose circle of rotation described by the end of the pale which would have the same length.

Donc l'énergie cinétique du vent étant naturelle, irrégulière et de force en moyenne plutôt faible, c'est pour cela que l'étude aérodynamique de cette pale en apparence tres simple, est de haute technicité. So the kinetic energy of the wind being natural, irregular and on average rather weak in strength, this is why the aerodynamic study of this apparently very simple blade is highly technical.

Ce qui lui apporte cette puissance, c 'est le jeu de ses incidences de ses courbes, de sa concavité qui font son profils et qui s'harmonise bien dans l'écoulement du flux atmosphérique. What brings it this power is the play of its incidences of its curves, its concavity which make its profiles and which harmonizes well in the flow of the atmospheric flow.

En conséquence, cette invention de pale est destinée tout particufièrement à etre assemblée pour construire des rotors à deux ou quatre pales. Ces rotors que j'appelle clinogyre "rotation des angles". Consequently, this blade invention is intended in particular to be assembled to construct rotors with two or four blades. These rotors which I call clinogyre "rotation of angles".

Le but recherché dans cette pale c'est qu'elle peut fournir un dur travai2, dont elle est toute particulièrement conçue pour la marine. The goal sought in this blade is that it can provide hard work, which it is particularly designed for the navy.

Montée en rotor,elle pourra entrainer des hélices marines par un système d'arbres de transmissions et d'engrenages (non décrit) ou en faisant fournir de l'électricité à une dynamo par le rotor pour alimenter des moteurs électriques.Mounted in a rotor, it can drive marine propellers by a system of transmission shafts and gears (not described) or by having electricity supplied to a dynamo by the rotor to power electric motors.

Pour que la houle n'est point d'action néfaste pendant
le tangage sur la rotation du moyeu et des pales, ce rotor
sera monté sur cardan pour avoir un mouvement bascuLaire, ce
qui le rendra indépendant du tangage du navire; ces pales
conviennent aussi bien pour le pompage de l'eau que pour en
trainer un alternateur et fournir de ltélectricité sur mer
comme sur terre.So that the swell is not harmful action during
the pitch on the rotation of the hub and the blades, this rotor
will be mounted on a gimbal to have a rocking movement, this
that will make it independent of the ship's pitch; these blades
suitable for pumping water as well as for
drag an alternator and provide electricity at sea
like on earth.

Car l'océan aérien est partout !
Pour ce genre de pales curvilignes il est possible qu'elles soient inclinées sur l'axe de la turbine vers l'amont du flux du vent.Because the air ocean is everywhere!
For this kind of curved blades it is possible that they are inclined on the axis of the turbine upstream of the wind flow.

C'est le jeu des incidences, de la concavité, et les incidences des pales qui sont données à l'ensemble du plan de rotation qui font le travail.It is the game of the bearings, of the concavity, and the bearings of the blades which are given to the whole of the plane of rotation which do the work.

Pour obtenir un démarrage plus rapide, il sera possible de faire varier les incidences des pales du plan de rotation. Monter les pieds ae pales dans le moyeu de manière qu'elles puissent pivoter pour leur donner plus d'incidences sur le plan de rotation au démarrage. Une fois que le bateau aura pris sa vitesse, réduire les incidences pour permettre au rotor d'avoir une vitesse de rotation plus élevée. En fait, avoir un rotor à inct dences variables. (non décrit)
On peut allonger les courbes longitudinales que si l'on augmente l'incidence de la paZe sur son plan de rotation.To obtain a faster start-up, it will be possible to vary the incidence of the blades of the plane of rotation. Mount the blade feet in the hub so that they can pivot to give them more impact on the plane of rotation at start-up. Once the boat has taken its speed, reduce the incidences to allow the rotor to have a higher speed of rotation. In fact, having a variable-effect rotor. (not described)
The longitudinal curves can be lengthened only if the incidence of the paZe on its plane of rotation is increased.

Cette paZe 1 selon l'invention a un bord d'attaque droit 2. Pour obtenir la hauteur du bord d'attaque 2, on divise la distance qu'il y a entre le centre du moyeu et le haut de la paZe par le coefficient dix. On retire quatre åixième, iZ nous reste six dixième, ce qui représente la hauteur du bord d'attaque 2 et la corde de la pale comprise entre la courbe supérieure 3 et inférieure 4. n reste à déterminer avec les quatre autre dixièmes la hauteur du pied de pale qui s'arrente à la courbe inférieure 4. This paZe 1 according to the invention has a straight leading edge 2. To obtain the height of the leading edge 2, divide the distance between the center of the hub and the top of the paZe by the coefficient ten. We remove four åixième, iZ we have six tenths left, which represents the height of the leading edge 2 and the chord of the blade between the upper curve 3 and lower 4. n remains to be determined with the other four tenths the height of the blade root which ends at the lower curve 4.

Ce bord d'attaque 2 n'a pas d'angle de calage, car l'angle de calage sur une pale destinée à recevoir la pression du flux atmosphérique dans ns sa rotation est nuisible au bon rendement de la pale. Ce bord d'atta- que fait un angle aigu afin que le flux ne subisse aucune déviation sur l'intrados 8 de la pale qui se trouve soumise à la pression atmosphérique. This leading edge 2 has no setting angle, because the setting angle on a blade intended to receive the pressure of the atmospheric flow in ns its rotation is detrimental to the good efficiency of the blade. This leading edge makes an acute angle so that the flow does not undergo any deviation on the lower surface 8 of the blade which is subjected to atmospheric pressure.

n faut que le flux qui la frappe soit coupé net et sans bavure pour que l'écoulement de la couche limite sur l'intrados 8 se fasse sans décollement que le flux et la pale se confondent en un seul tout; c'est cela qui augmente le rendement d'une pale.n it is necessary that the flow hitting it is cut clean and without burrs so that the flow of the boundary layer on the lower surface 8 is done without detachment that the flow and the blade merge into a single whole; this is what increases the efficiency of a blade.

La courbe supérieure 3 de la pale est circulaire et commence en haut du bord d'attaque pour finir au bord de fuite 5 en augmentant progressivement son inclinaison vers l'intérieur du profil côté intrados 8 de manière à obliger Ze flux du vent à s'échapper vers la fin de la courbe inférieure 4 et du bord de fuite 5, ce qui a pour effet d'augmenter fortement le rendement de la pale. The upper curve 3 of the blade is circular and begins at the top of the leading edge to finish at the trailing edge 5 by gradually increasing its inclination towards the inside of the profile on the pressure side 8 so as to force the wind flow to be escape towards the end of the lower curve 4 and the trailing edge 5, which has the effect of greatly increasing the efficiency of the blade.

La courbe inférieure 4 a une importance toute par ticutiere dans l'écoulement du flux du vent. IZ faut qu'il soit respecté une norme fondamentate, car elle fait effet d'échappement du flux; sans cette courbe inférieure 4 il y aurait bourrage dans l'écoulement des filets d'air. Si cette courbe est trop grande iZ y a perte de rendement, si eZZe est trop petite iZ y a egaZement perte de rendement. The lower curve 4 is of particular importance in the flow of the wind flow. IZ must be respected a fundamental standard, because it acts as an escape from the flow; without this lower curve 4 there would be blockage in the flow of the air streams. If this curve is too large iZ there is loss of efficiency, if eZZe is too small iZ there is also loss of efficiency.

Pour obtenir la Zongueur de la courbe inférieure 4, on divise la distance qu'il y a entre Ze pied de la palpe
6 et l'extrémité de la courbe supérieure 3 par Ze coeffi cient dix. On prend six dixième, ce qui nous donne la Zongueur A et B entre le pied 6 et Ze bord de fuite 5. Avec cette longueur A et B iZ faut tracer la courbe inférieure 4
B C et E. Pour avoir cette courbe 4, iZ faut diviser la Zongueur B et C par le coefficient sept; la somme est portée sur une ligne en partant de C aux deux tiers vers B. Au point D, on élève une flèche D et E ce qui fait trois points à réunir par la courbe inférieure 4.To obtain the length of the lower curve 4, divide the distance between the foot of the palp
6 and the end of the upper curve 3 by Ze coeffi cient ten. We take six tenths, which gives us the Zongueur A and B between foot 6 and Ze trailing edge 5. With this length A and B iZ we have to draw the lower curve 4
BC and E. To have this curve 4, iZ must divide the Zongeur B and C by the coefficient seven; the sum is carried on a line starting from C two-thirds towards B. At point D, we raise an arrow D and E which makes three points to be united by the lower curve 4.

Mais dans certains cas de rotation, on peut supprimer la courbe inférieure 4, ce qui fait que Ze bord de de fuite 5 oecupe tout Ze bas de la paZe depuis le pied de paZe 6 jusqu'à la base de la courbe supérieure 3. But in certain cases of rotation, it is possible to suppress the lower curve 4, which means that the trailing edge 5 overlaps all the bottom of the paZe from the foot of paZe 6 to the base of the upper curve 3.

Cette courbe inférieure 4 et le bord de fuite 5 ne font qu'un tout c'est par la que s'échappe le flux qui frappe la surface de la palpe pendant sa rotation. This lower curve 4 and the trailing edge 5 are one and only the flow which strikes the surface of the palp during its rotation escapes.

Pour la longueur du bord de fuite 5, on prend les quatre dixième qui restent de la courbe inférieure 4; Ze bord de fuite 5 prend la courbe de la concavité 7. For the length of the trailing edge 5, take the four tenths which remain from the lower curve 4; The trailing edge 5 takes the curve of the concavity 7.

La concavité de cette pale est circulaire, eZZe est formée par l'inclinaison de la courbe supérieure 2. Cette concavité 7 commence à zéro en haut du bord d'attaque et descend progressivement jusqu'aux deux tiers de la corde de la pale, coté intrados. The concavity of this blade is circular, eZZe is formed by the inclination of the upper curve 2. This concavity 7 starts at zero at the top of the leading edge and gradually descends to two thirds of the blade chord, side lower surface.

Pour obtenir l'emplacement exact de la profondeur
de la concavité, iZ faut un coeeficient trois; on divise la longueur du bord de fuite 5 par ce coefficient, on porte la somme obtenue aux deux-tiers de la Zongueur du bord de fuite en partant de B. On obtient la Zongueur du bord de fuite 5 en prenant les quatre dixième qui restent de la longueur de la courbe inférieure, c'est là que l'on mesure la profondeur de la concavité. Le bord de fuite 5 prend la courbe de la concavité. To get the exact location of the depth
concavity, iZ needs a coeeficient three; we divide the length of the trailing edge 5 by this coefficient, we bring the sum obtained to two-thirds of the Zongeur of the trailing edge starting from B. We obtain the Zongeur of the trailing edge 5 by taking the remaining four tenths of the length of the lower curve, this is where we measure the depth of the concavity. The trailing edge 5 takes the curve of the concavity.

Sur les dessins annexés donnés a titre d'exemple non
Zimitatif de la forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion.In the accompanying drawings given by way of example not
Zimitative of the embodiment of the object of the invention.

- La fig. 1 représente la palpe vue dans le sens longi
tudinaZe coté intrados 7.- Fig. 1 represents the palp seen in the longi direction
tudinaZe on the underside 7.

- La fig. 2 représente la pale vue de profit coté bord
d'attaque 2.- Fig. 2 shows the pale side view of profit
attack 2.

- La fig. 3 représente la perspective du bord de fuite
5 et de la concavité 7 vue de dessous de la palpe. - Fig. 3 shows the perspective of the trailing edge
5 and concavity 7 seen from below of the palp.

l'elle qu'elle est représentée Fig 1, la pale de forme
curviligne I son bord d'attaque droit 2. La courbe supérieu
re 3 qui n'est que le prolongement du bord d'attaque 2
La courbe inférieure 4 qui commence du pied de palpe 6 et
va jusqu'au bord de fuite 5 et dont la courbe est fondamen
tale. Le bord de fuite 5 qui se trouve entre la courbe supérieure 3 et la courbe inférieure 4. Le pied de pale 6 est le proZongement du bord d'attaque 2 et de la courbe inférieure 4. La concavité 7 qui est formée de la courbe supé rieur 3 s'inclinant sur les deux tiers de l'intrados 8.the one shown in Fig 1, the shaped blade
curvilinear I its right leading edge 2. The upper curve
re 3 which is only the extension of the leading edge 2
The lower curve 4 which starts from the bottom of the palp 6 and
goes to trailing edge 5 and whose curve is fundamental
tale. The trailing edge 5 which is located between the upper curve 3 and the lower curve 4. The blade root 6 is the extension of the leading edge 2 and the lower curve 4. The concavity 7 which is formed by the upper curve laughing 3 tilting on two thirds of the lower surface 8.

La Fig.2 donne un aperçu de la vue de profiZ du bord d'attaque droit 2, son angle aigu commence au pied de pale 6 pour finir en haut de la pale à la courbe supérieure 2. Fig.2 gives an overview of the profiZ view of the right leading edge 2, its acute angle begins at the foot of the blade 6 and ends at the top of the blade at the upper curve 2.

L'extrados 9 donne un aperçu de la concavité mais en réalité cette concavité 7 est cachée par la forme circulaire de la palpe. The upper surface 9 gives an overview of the concavity, but in reality this concavity 7 is hidden by the circular shape of the palp.

La Fig.3 donne un aperçu de la perspective du bord de fuite 5 qui a la forme de la concavité 7 apec la courbe supérieure 3, la courbe inférieure 4 et de l'intrados 8. Fig.3 gives an overview of the perspective of the trailing edge 5 which has the shape of the concavity 7 with the upper curve 3, the lower curve 4 and the lower surface 8.

Claims

1- Pale 1 of curvilinear meniscus shape converging in particular for wind motor mechanism. Having profiles which evolve over the entire surface of the blade in the direction of the length and the height. These profiles are formed by incidences and curves and whose thicknesses vary according to their curves which are vertical or horizontal. These incidences and these curves form the concavity 7 on the lower side 8.

-2- Blade according to claim 1 is characterized by its concavity 7 which begins at the leading edge 2 and goes progressively increasing in depth to form a curve which descends to the trailing edge 5. and which follows the shape of the upper curve 2 which gradually tilts on the lower surface 8.

3- Blade according to claim 2 is characterized by its leading edge 2 which is straight, and its extension forms the upper curve 3 which is steep.

4 - Blade according to claim 3 is characterized by the leading edge 2 which has no setting angle. The leading edge 2 is formed by the junction of the upper surface 9 and the lower surface 8 to form an acute angle.

5 - Blade according to claim 4 is characterized by the acute angle of the leading edge 2 whose purpose is to circumferentially cut the volume of the real wind.

6- Blade according to one of the preceding claims characterized by the upper surface 9 which begins at the upper curve 3. It takes the dorsal shape of the concavity to finish at the trailing edge 5 and at the lower curve 4.

7- Blade according to one of the preceding claims, characterized in that in certain cases the two upper 3 and lower 4 curves can be lengthened.

8- Blade according to one of the preceding claims, characterized in that the lower curve 4 can be eliminated. The trailing edge begins at the bottom of the leading edge 2 and ends at the bottom of the upper curve 3.