FR2809139A1 - Hydroelectric hydraulic installation in which operation can be in generator or aerator mode, includes turbine, generator, compressor and distributor - Google Patents

Hydroelectric hydraulic installation in which operation can be in generator or aerator mode, includes turbine, generator, compressor and distributor Download PDF

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Abstract

The installation (10) includes a turbine (15), an electric generator (20) and an air compressor (22). The generator is driven by the turbine and supplies electrical energy. The compressor can be coupled to the turbine so as to inject air for aeration of a water course. The compressor includes a air output connected to a retractable distributor (25) whose vertical dimension sensibly corresponds to the water course height. The distributor is placed downstream of the installation. The distributor includes at least a hollow tube in fluid communication with a series of hollow parallel arms having various diameter openings. The installation (10) is situated up stream of a water reservoir (12) and in which the installation is crossed by a sheet of water sensibly corresponding to the retained water height .

Description

INSTALLATION HYDRAULIQUE POUVANT FONCTIONNER EN INSTALLATION HYDROÉLECTRIQUE <B>OU</B> EN AÉRATEUR D'EAû présente invention concerne une installation hydraulique sur un cours d'eau permettant la production d'élec tricité, associée à un système d'enrichissement du cours d'eau en oxygène dissous.  The present invention relates to a hydraulic installation on a watercourse for the production of electricity, associated with a system for enriching the water rate. water in dissolved oxygen.

problème majeur de nombreux cours d'eau est leur oxygénation. En effet, en période d'étiage, notamment l'été le débit de certains cours d'eau, principalement les rivieres importantes s'écoulant lentement dans les plaines, diminue considérablement et ces cours d'eau s'appauvrissent en oxygene. Cet appauvrissement en oxygène est dû, d'une part, à la dimi nution turbulences du cours d'eau et, d'autre part, à l'elé- vation de la température de l'eau, ce qui diminue la capacité de l'eau à dissoudre l'oxygène. Pour que la flore et la faune du cours d'eau puissent subsister, on est amené à enrichir l'eau en oxygène artificiellement. major problem of many streams is their oxygenation. In fact, during periods of low water, especially in the summer, the flow of certain rivers, mainly large rivers flowing slowly in the plains, decreases considerably and these rivers become depleted in oxygen. This depletion of oxygen is due, on the one hand, to the decrease in the turbulence of the watercourse and, on the other hand, to the rise in the temperature of the water, which diminishes the capacity of the water. water to dissolve oxygen. In order for the flora and fauna of the watercourse to survive, it is necessary to enrich the water with artificial oxygen.

Ainsi, des injections d'air sont parfois effectuées au niveau de la surface des cours d'eau. Ces injections superficielles sont faciles à réaliser, mais elles sont peu efficaces. Des injections d'oxygène pur ont également été effectuées au fond des cours d'eau. Cependant, de telles injections nécessitent une infrastructure importante. En outre, elles ont besoin de sources extérieures d'énergie et d'oxygène, d' des coùts de fonctionnement élevés. Thus, air injections are sometimes made at the surface of the streams. These superficial injections are easy to perform, but they are not very effective. Pure oxygen injections were also made at the bottom of the streams. However, such injections require an important infrastructure. In addition, they need external sources of energy and oxygen, high operating costs.

De plus, l'aménagement d'installations hydroélectriques dans des zones où un cours d'eau présente une denivellation acceptable ne peut améliorer l'oxygénation du cours d'eau qui résulte des remous dus aux chutes naturelles. Ainsi, il existe de nombreux projets d'aménagement hydroélectriques de cours d'eau qui sont abandonnés car ils ne peuvent contribuer à l'oxygénation de l'eau. La prévision d'une oxygénation artificielle de l'eau représente alors des coùts supplémentaires, rendant le projet non viable économiquement. In addition, the development of hydroelectric facilities in areas where a watercourse has an acceptable elevation can not improve the oxygenation of the watercourse that results from disturbances due to natural falls. Thus, there are many hydroelectric development projects of rivers that are abandoned because they can not contribute to the oxygenation of water. Predicting artificial oxygenation of water then represents additional costs, making the project economically unsustainable.

La figure 1 représente, en coupe, une retenue d'eau sur un cours d'eau. L'eau s'écoule dans la direction de flèche A. En amont d'un barrage 1 reposant sur le fond 6 du cours d'eau, est formée une retenue d'eau 2. La partie superficielle 3 du cours d'eau franchit le barrage et se déverse en aval par une chute d'eau 4. Ensuite, le cours d'eau s'écoule normalement ou rejoint une retenue 2' d'un autre barrage l'. Figure 1 shows, in section, a reservoir of water on a watercourse. The water flows in the direction of arrow A. Upstream of a dam 1 resting on the bottom 6 of the watercourse, is formed a reservoir of water 2. The superficial part 3 of the stream crosses the dam and empties downstream by a waterfall 4. Then the stream flows normally or joins a reservoir 2 'of another dam the.

La partie superficielle de la retenue d'eau est en principe bien oxygénée. En effet, elle s'écoule moins lentement que les couches plus profondes 5 du fond de la retenue et présente une importante surface de contact avec 'oxygène de l'air ambiant. Par ailleurs, en franchissant le barrage, elle subit un phénanène de brassage qui contribue à son oxygénation. The superficial part of the water reservoir is in principle well oxygenated. Indeed, it flows less slowly than the deeper layers 5 of the bottom of the reservoir and has a large contact surface with oxygen in the ambient air. In addition, crossing the dam, she undergoes a brewing Phenana which contributes to its oxygenation.

Par contre, la partie 5 du fond de la retenue est mal oxygénée. En effet, de nombreux facteurs s'opposent à sa bonne oxygénation. D'abord, il s'agit d'un volume confiné qui présente un long temps de transit. Aussi, la température y est plus basse, rendant l'eau plus dense, ce qui renforce sa tendance à stagner. La matière organique peut s'y accumuler et le taux d'oxygène peut atteindre des valeurs incompatibles avec des normes administratives ou la survie des espèces animales ou végétales du cours d'eau. By cons, the part 5 of the bottom of the reservoir is poorly oxygenated. Indeed, many factors oppose its good oxygenation. First, it is a confined volume that has a long transit time. Also, the temperature is lower, making the water more dense, which reinforces its tendency to stagnate. The organic matter can accumulate there and the rate of oxygen can reach values incompatible with administrative norms or the survival of the animal or vegetable species of the watercourse.

Si une installation hydroélectrique (non représentée) est placée au niveau du barrage 1, celle-ci utilise en général une prise drainant les eaux profondes de la retenue naturellement pauvres en oxygène dissous, ce qui ne peut contribuer à améliorer le taux d'oxygène de l'eau. If a hydroelectric installation (not shown) is placed at the level of the dam 1, it usually uses a catch draining the deep waters of the reservoir naturally poor in dissolved oxygen, which can not contribute to improving the oxygen level of the water.

on connaît, pour oxygéner l'eau, des turbines comportant une prise d'air atmosphérique et des pales percées de trous. Ces turbines sont disposées dans des conduites en aval de barrages et elles sont mises en rotation par l'écoulement de l'eau. En fonctionnement, il se crée une dépression du côté aval des pales qui a pour conséquence d'aspirer de l'air atmosphérique via la prise d'air et de le rejeter par les trous des pales. De telles turbines, décrites par exemple dans le brevet français 2707974, ne sont pas associées à des installations hydroélec- triques. En outre, elles ont une efficacité limitée.  turbines with an atmospheric air intake and blades pierced with holes are known for oxygenating water. These turbines are arranged in pipes downstream of dams and are rotated by the flow of water. In operation, there is a depression on the downstream side of the blades which has the effect of drawing atmospheric air via the air intake and reject it through the blade holes. Such turbines, described for example in French Patent 2707974, are not associated with hydroelectric installations. In addition, they have limited effectiveness.

Un objet de la présente invention est de prévoir une installation hydraulique pouvant fournir de l'énergie électrique et permettant l'aération de l'eau d'un cours d'eau de façon simple, efficace et bon marché.  An object of the present invention is to provide a hydraulic installation capable of providing electrical energy and allowing the aeration of the water of a stream in a simple, effective and inexpensive way.

Pour atteindre cet objet ainsi que d'autres, la présente invention prévoit une installation hydraulique pouvant fonctionner en mode générateur et/ou en mode aérateur comprenant une turbine, un générateur électrique susceptible d'être entraîné par la turbine et de fournir de l'énergie électrique, et un compresseur d'air pouvant être couplé à la turbine pour injecter un débit d'air pour aérer l'eau d'un cours d'eau. To achieve this object as well as others, the present invention provides a hydraulic installation that can operate in generator mode and / or aerator mode comprising a turbine, an electric generator capable of being driven by the turbine and to provide energy electric, and an air compressor can be coupled to the turbine to inject a flow of air to aerate the water of a stream.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le canpresseur comprend une sortie d'air reliée à un distributeur. According to one embodiment of the present invention, the pressure vessel comprises an air outlet connected to a distributor.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le distributeur est escamotable. According to one embodiment of the present invention, the dispenser is retractable.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le distributeur a une dimension verticale correspondant sensi blement à la hauteur du cours d'eau. According to one embodiment of the present invention, the distributor has a vertical dimension corresponding substantially to the height of the stream.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le distributeur est disposé en amont de l'installation. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le distributeur comprend au moins un tube creux en communication fluide avec une série de bras creux parallèles présentant des ouvertures. According to one embodiment of the present invention, the distributor is disposed upstream of the installation. According to one embodiment of the present invention, the dispenser comprises at least one hollow tube in fluid communication with a series of parallel hollow arms having openings.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, les ouvertures ne sont pas toutes de même diamètre. According to one embodiment of the present invention, the openings are not all of the same diameter.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'installation est située en aval d'une retenue d'eau, et l'installation est prévue pour être traversée par une tranche d'eau correspondant sensiblement à la hauteur de la retenue. According to one embodiment of the present invention, the installation is located downstream of a water reservoir, and the installation is intended to be traversed by a water slice substantially corresponding to the height of the reservoir.

Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1, précédemment décrite, représente, en coupe, une retenue d'eau sur un cours d'eau ; la figure 2A illustre une vue de profil en coupe d'une installation selon la présente invention ; la figure 2B illustre une vue de dessus coupe de l'installation de la figure 2A, effectuée suivant la ligne BB de la figure 2A ; et la figure 3 illustre, en perspective, un élément de l'installation selon la présente invention. These and other objects, features and advantages of the present invention will be set forth in detail in the following description of particular embodiments given as a non-limiting example in relation to the attached figures, of which FIG. in section, a reservoir of water on a watercourse; Figure 2A illustrates a sectional sectional view of an installation according to the present invention; FIG. 2B illustrates a sectional top view of the installation of FIG. 2A, taken along line BB of FIG. 2A; and Figure 3 illustrates, in perspective, an element of the installation according to the present invention.

La figure 2A représente une vue de profil en coupe d'une installation selon la présente invention. En figure 2A, un cours d'eau circule dans la direction de la flèche A. L'eau du cours d'eau est amenée à traverser une installation 10 selon la présente invention, alimentée par un conduit d'amenée 11. En amont du conduit 11, se trouve une retenue d'eau 12 qui maintient l'eau à un niveau élevé. A l'entrée du conduit d'amenée, se trouve une grille de protection 30, servant d'une part à retenir les débris transportés par le cours d'eau qui pourraient endommager l'installation 10 et d'autre part à empêcher la destruction de la faune du cours d'eau, en particulier les poissons, par l'installation. Le conduit 11 débouche en aval sur un conduit d'aspiration 13, permettant la poursuite de l'écoulement de l'eau. On notera que, de préférence, comme cela est indiqué sur la figure 2A, le conduit d'amenée 11 a une dimension verticale correspondant sensiblement au moins à la hauteur de la tranche d'eau dans la retenue 12. Ainsi, l'installation 10 est traversée par tout le volume d'eau de la retenue, et non uniquement par une tranche d'eau superficielle.  Figure 2A shows a sectional sectional view of an installation according to the present invention. In FIG. 2A, a watercourse flows in the direction of arrow A. The water of the watercourse is passed through an installation 10 according to the present invention, fed by a feed duct 11. duct 11, there is a water reservoir 12 which keeps the water at a high level. At the inlet of the supply duct, there is a protective grid 30, serving firstly to retain the debris transported by the watercourse which could damage the installation 10 and secondly to prevent the destruction of the fauna of the watercourse, especially fish, by the installation. The conduit 11 opens downstream on a suction pipe 13, allowing the continuation of the flow of water. It should be noted that, preferably, as indicated in FIG. 2A, the supply duct 11 has a vertical dimension substantially corresponding to at least the height of the water slice in the retainer 12. Thus, the installation 10 is traversed by all the water volume of the reservoir, and not only by a slice of surface water.

L'installation 10 comprend une turbine 15 avec une roue motrice à pales 16 couplée à un arbre de turbine 17. L'arbre de turbine 17 traverse par un joint étanche la paroi 18 d'un puits 19 qui s'ouvre à l'air libre. Dans son écoulement, l'eau passe autour du puits 19 et met en rotation la roue motrice 16 et l'arbre de turbine 17. Une série d'aubes directrices 14 permet le réglage éventuel du débit. Dans le puits 19, se trouvent un générateur de courant électrique 20 et un compresseur d'air 22. Le générateur 20 comprend un rotor 20a, ici directement monté sur l'arbre de turbine 17. Le générateur 20 comprend également un stator 20b propre à fournir de l'énergie électrique lorsque le rotor est entraîné. Le compresseur 22 peut être couplé à l'arbre de turbine 17 par un moyen de couplage 21. Le moyen de couplage 21 peut consister simplement en une courroie montée sur poulies, mais il peut s'agir de tout moyen approprié, cane un embrayage ou une chaîne sur pignons. Le compresseur d'air 22 reçoit de l'air par l'intermédiaire d'une prise d'air 23. Le compresseur 22 comporte une sortie reliée à un tube de distribution 24, lui-même relié à un distributeur 25, pour insuffler de l'air sous pression dans l'eau. On notera que le distributeur 25 occupe sensiblement toute la hauteur du cours d'eau et descend pratiquement jusqu'au fond du lit de celui-ci. The installation 10 comprises a turbine 15 with a blade drive wheel 16 coupled to a turbine shaft 17. The turbine shaft 17 passes through a seal the wall 18 of a well 19 which opens to the air free. In its flow, the water passes around the well 19 and rotates the drive wheel 16 and the turbine shaft 17. A series of guide vanes 14 allows the possible adjustment of the flow. In the well 19, there is an electric power generator 20 and an air compressor 22. The generator 20 comprises a rotor 20a, here directly mounted on the turbine shaft 17. The generator 20 also comprises a stator 20b suitable for provide electrical energy when the rotor is driven. The compressor 22 may be coupled to the turbine shaft 17 by a coupling means 21. The coupling means 21 may simply consist of a belt mounted on pulleys, but it may be any suitable means, such as a clutch or a chain on gables. The air compressor 22 receives air via an air intake 23. The compressor 22 has an outlet connected to a distribution tube 24, itself connected to a distributor 25, for blowing air air under pressure in the water. It will be noted that the distributor 25 occupies substantially the entire height of the stream and descends practically to the bottom of the bed thereof.

La figure 2B illustre une vue de dessus en coupe, effectuée suivant la ligne BB de la figure 2A, de l'installation 10. La figure 2B correspond à la figure 2A et de mêmes références y désignent de mêmes éléments. On reconnaît en figure 2B la roue motrice 16, l'arbre de turbine 17, le générateur 20 et le compresseur 22. La figure 2B permet d'apprécier la forme du puits 19, arrondi vers l'amont et effilé vers l'aval, afin de limiter les turbulences de l'eau dans la traversée de l'installation 10. On notera toutefois que la présence du puits 19 n'est destinée qu'à permettre la mise en place du générateur et du compresseur au milieu du conduit 11, mais que les positions du générateur et du compresseur peuvent être quelconques sans sortir du domaine de la présente invention. FIG. 2B illustrates a top view in section, taken along line BB of FIG. 2A, of the installation 10. FIG. 2B corresponds to FIG. 2A and with the same references denote the same elements. FIG. 2B shows the driving wheel 16, the turbine shaft 17, the generator 20 and the compressor 22. FIG. 2B shows the shape of the well 19 rounded upstream and tapered downstream. in order to limit the turbulence of the water in the crossing of the installation 10. It will be noted, however, that the presence of the well 19 is only intended to allow the installation of the generator and the compressor in the middle of the duct 11, but that the positions of the generator and the compressor can be any without departing from the scope of the present invention.

A la sortie du ccxnpresseur 22, le tube 24 se scinde en deux tubes sensiblement horizontaux 24' qui rejoignent chacun un élément 25' du distributeur 25, mieux décrit en relation avec la figure 3. Chaque élément de distributeur 25' peut prendre deux positions, une position déployée 25A et une position escamotée 25B. Dans la position 25A, les éléments de distributeur 25' sont perpendiculaires à l'écoulement de l'eau. En position 25B, ils sont parallèles aux bords latéraux du conduit 11 et n'offrent pratiquement aucune résistance au passage de l'eau. En figure 2B, les éléments 25' sont représentés en position 25B. At the outlet of the exchanger 22, the tube 24 splits into two substantially horizontal tubes 24 'which each join an element 25' of the distributor 25, better described in relation to FIG. 3. Each distributor element 25 'can take two positions, an extended position 25A and a retracted position 25B. In position 25A, the distributor members 25 'are perpendicular to the flow of water. In position 25B, they are parallel to the side edges of the conduit 11 and offer virtually no resistance to the passage of water. In FIG. 2B, the elements 25 'are represented in position 25B.

La figure 3 représente, en perspective, un exemple d'élément de distributeur 25'. L'élément de distributeur 25' ccmprend un tube creux 40 ainsi qu'une série de bras parallèles 42, perpendiculaires au tube 40 et reliés à celui-ci. Chaque bras 42 se présente sous la forme d'un tube creux en conT=ication fluide avec le tube 40. chaque tube 42 présente en outre un grand nombre de petites ouvertures 44. Figure 3 shows, in perspective, an example of a distributor element 25 '. The dispenser member 25 'comprises a hollow tube 40 and a series of parallel arms 42, perpendicular to the tube 40 and connected thereto. Each arm 42 is in the form of a hollow tube in fluid conT = ication with the tube 40. Each tube 42 also has a large number of small openings 44.

L'installation 10 a deux modes de fonctionnement principaux. En mode générateur, l'écoulement de l'eau traversant le conduit 11 et dirigé par les aubes 14 entraîne la roue motrice 16 de la turbine 15, ce qui met en rotation l'arbre de turbine 17. L'arbre de turbine 17 entraîne le rotor 20a du générateur électrique 20. Dans ce mode de fonctionnement, le stator 20b du générateur 20 est couplé à un réseau électrique, par exemple le réseau électrique national, ou à une charge quelconque, et le générateur 20 produit de l'électricité. The installation 10 has two main modes of operation. In generator mode, the flow of water passing through the duct 11 and directed by the blades 14 drives the drive wheel 16 of the turbine 15, which rotates the turbine shaft 17. The turbine shaft 17 drives the rotor 20a of the electrical generator 20. In this operating mode, the stator 20b of the generator 20 is coupled to an electrical network, for example the national power grid, or to any load, and the generator 20 produces electricity.

En mode aérateur, le moyen de couplage 21 couple l'arbre de turbine 17 au compresseur d'air 22. Le compresseur 22 est alors entraîné par la rotation de la turbine. On notera que, si la vitesse de rotation de la turbine n'est pas appropriée à celle requise par le compresseur, la vitesse de la turbine pourra être ajustée soit par les aubes directrices 14, dans ce cas mobiles, soit par tout autre dispositif de réglage de débit, par exemple des vannes placées à l'amont ou à l'aval de l'installation 10. Le compresseur 22 reçoit de l'air par la prise d'air 23, et rejette de l'air sous pression dans le distributeur 25 par l'intermédiaire des tubes 24 et 24'.  In aerator mode, the coupling means 21 couples the turbine shaft 17 to the air compressor 22. The compressor 22 is then driven by the rotation of the turbine. Note that, if the speed of rotation of the turbine is not appropriate to that required by the compressor, the speed of the turbine can be adjusted either by the guide vanes 14, in this case mobile, or by any other device. flow control, for example valves placed upstream or downstream of the installation 10. The compressor 22 receives air through the air intake 23, and releases air under pressure into the dispenser 25 through the tubes 24 and 24 '.

On notera qu'en mode aérateur, les éléments de distributeur 25' occupent les positions 25A, afin de présenter une surface de contact maximale avec l'écoulement d'eau. En mode générateur, le distributeur 25 sera de préférence escamoté et les éléments 25' prendront les positions 25B, afin de s'opposer au minimum au passage de l'eau. Note that in the aerator mode, the distributor members 25 'occupy the positions 25A, so as to have a maximum contact area with the water flow. In generator mode, the distributor 25 will preferably be retracted and the elements 25 'will take positions 25B, in order to oppose at least the passage of water.

En mode aérateur, de l'air sous pression produit par le compresseur 22 est injecté dans les éléments de distributeur 25' par l'intermédiaire des tubes 24'. L'air traverse le tube 40, les bras 42, et est injecté dans l'eau par l'intermédiaire des ouvertures 44. Comme les ouvertures 44 sont nombreuses et qu'elles sont présentes sensiblement sur toute la section du conduit d'amenée, car les éléments de distributeur 25' sont en position 25A, l'oxygénation de l'eau est maximale. In aerator mode, pressurized air produced by the compressor 22 is injected into the distributor elements 25 'through the tubes 24'. The air passes through the tube 40, the arms 42, and is injected into the water via the openings 44. As the openings 44 are numerous and they are present substantially over the entire section of the supply duct, since the distributor elements 25 'are in position 25A, the oxygenation of the water is maximum.

Les avantages de la présente invention sont nombreux. Tout d'abord, l'installation de la présente invention tire avantage de sa double fonctionnalité. En effet, l'inventeur a constaté que les périodes pendant lesquelles l'eau avait besoin d'oxygénation artificielle étaient restreintes dans le temps. Ces périodes correspondent principalement aux périodes d'étiage, ce qui, du moins pour les cours d'eau de plaine français, correspond à la période estivale. Dans ces périodes, du moins dans un pays Comme la France, l'énergie électrique est bon marché. En consé quence, l'inventeur a imaginé une installation bifonctionnelle. En période non estivale, où l'énergie électrique est chère et où l'oxygénation de l'eau est satisfaisante, l'installation de la présente invention fonctionne en générateur d'électricité, c'est- à-dire comme installation hydroélectrique, et procure des gains substantiels. En période estivale au contraire, ou plus géné ralement lorsqu'il est nécessaire d'oxygéner le cours d'eau, l'installation de l'invention fonctionne en aérateur, avec un manque à gagner faible. En effet, durant ces périodes, le prix de vente de l'énergie électrique que produirait l'installation 10 est faible. Par ailleurs, la quantité d'énergie électrique que l'installation 10 pourrait produire en été est peu importante, suite au faible débit du cours d'eau en période estivale. L'aération du cours d'eau est donc ainsi obtenue avec un inves tissement supplémentaire minime par rapport au coût général de l'installation et avec des frais de fonctionnement acceptables. The advantages of the present invention are numerous. First, the installation of the present invention takes advantage of its dual functionality. Indeed, the inventor has found that the periods during which the water needed artificial oxygenation were restricted in time. These periods correspond mainly to the low water periods, which, at least for the French lowland rivers, corresponds to the summer period. In these times, at least in a country Like France, electric energy is cheap. As a result, the inventor has devised a bifunctional installation. In the non-summer period, where electrical energy is expensive and oxygenation of the water is satisfactory, the installation of the present invention operates as an electricity generator, that is to say as a hydroelectric installation, and provides substantial gains. In summer, on the other hand, or more generally when it is necessary to oxygenate the stream, the installation of the invention operates as an aerator, with a small loss of earnings. Indeed, during these periods, the selling price of the electrical energy that the installation 10 would produce is low. Moreover, the amount of electrical energy that the installation 10 could produce in summer is small, following the low flow rate of the stream in summer. The aeration of the watercourse is thus obtained with a minimal additional investment compared to the general cost of the installation and with acceptable operating costs.

On notera que le fonctionnement de l'installation de l'invention n'est pas limité à un fonctionnement purement en aérateur ou purement en générateur. Il est possible, par exemple dans des périodes intermédiaires nécessitant une oxygénation faible, de piloter l'installation en mode mixte, générateur et aérateur, de sorte que l'énergie mécanique fournie par la roue motrice 16 soit partiellement transformée en énergie électrique et serve partiellement à l'aération du cours d'eau. It will be noted that the operation of the installation of the invention is not limited to operation purely as an aerator or purely as a generator. It is possible, for example in intermediate periods requiring low oxygenation, to control the installation in mixed mode, generator and aerator, so that the mechanical energy provided by the drive wheel 16 is partially converted into electrical energy and used partially the aeration of the watercourse.

Un autre avantage de la présente invention concerne la qualité et l'efficacité de l'oxygénation obtenue avec l'instal lation selon la présente invention.  Another advantage of the present invention relates to the quality and efficiency of the oxygenation obtained with the plant according to the present invention.

En effet, l'installation 10 comporte un compresseur. Ce compresseur dispose, en mode aérateur pur, de toute l'énergie fournie par le dénivelé existant entre les plans d'eau situés en amont et en aval de l'installation. Le compresseur peut donc comprimer de grandes quantités d'air et fournir un débit d'air sous pression important au cours d'eau. On notera qu'à cette fin, la prise d'air 23 sera convenablement dimensionnée et qu'un silencieux pourra être incorporé au compresseur pour éviter nuisances sonores. Indeed, the installation 10 comprises a compressor. This compressor has, in pure air mode, all the energy provided by the difference in altitude between the water bodies located upstream and downstream of the installation. The compressor can therefore compress large amounts of air and provide a flow of air under pressure to the watercourse. Note that for this purpose, the air intake 23 will be properly sized and a silencer can be incorporated in the compressor to avoid noise.

Comme le compresseur produit de l'air sous pression, cet air forte pression peut être injecté n'importe où dans le cours d'eau, et en particulier dans des zones où l'eau présente également une pression forte, comme dans le fond de la retenue, classiquement mal oxygéné. Cela est réalisé par l'installation de la présente invention grâce à plusieurs facteurs . conduit d'amenée allant au moins jusqu'au fond du lit du cours d'eau et distributeur 25 s'étendant, en position déployée, sensiblement sur toute la section du conduit d'amenée. On notera que l'injection en fond de retenue est très avantageuse. En effet, la solubilité de l'oxygène dans l'eau augmente lorsque la pression de l'eau augmente et lorsque la température de l'eau diminue, ce qui correspond précisément aux conditions du fond de la retenue. Par conséquent, une injection d'air au niveau du fond de la retenue se fait là où l'oxygène est le plus soluble, d'où une grande efficacité de l'installation.  As the compressor produces pressurized air, this strong air pressure can be injected anywhere in the watercourse, and especially in areas where the water also has a strong pressure, as in the bottom of containment, classically poorly oxygenated. This is achieved by the installation of the present invention through several factors. supply duct going at least to the bottom of the stream bed and distributor 25 extending, in the deployed position, substantially over the entire section of the supply duct. It will be noted that the injection in the bottom of the reservoir is very advantageous. Indeed, the solubility of oxygen in water increases when the water pressure increases and when the temperature of the water decreases, which corresponds precisely to the conditions of the bottom of the reservoir. Therefore, an injection of air at the bottom of the reservoir is where oxygen is most soluble, resulting in a high efficiency of the installation.

On notera à cet égard que, pour tenir compte de la variation de pression de l'eau, les ouvertures 44 des bras 42 du distributeur pourront être de taille différente suivant la profondeur à laquelle elles se trouvent, pour permettre une solubilité optimale de l'oxygène dans l'eau. It should be noted in this regard that, to take into account the variation in water pressure, the openings 44 of the arms 42 of the dispenser may be of different size depending on the depth at which they are located, to allow optimal solubility of the water. oxygen in the water.

Un autre avantage de l'installation 10 réside dans le fait que l'injecteur d'air (le distributeur 25) est situé en amont par rapport à la roue motrice 16. En effet, ainsi, les bulles d'air vont accompagner l'eau pendant toute la traversée de l'installation 10 et leur temps de contact avec l'eau sera important, ce qui augmente la capacité de l'oxygène de se dissoudre. Un autre avantage de l'injection en amont est que, en amont, la section du conduit d'amenée est plus grande qu'en aval. Par conséquent, la vitesse de l'eau y est plus lente et cela permet également un temps de contact plus grand entre les bulles d'air et l'eau, d'où une efficacité de solubilité plus grande. Ces deux avantages ne se retrouvent pas dans l'aérateur à pales percées évoqué précédemment, où l'injection est faite en aval du système d'injection.  Another advantage of the installation 10 lies in the fact that the air injector (the distributor 25) is situated upstream with respect to the drive wheel 16. In fact, thus, the air bubbles will accompany the water throughout the crossing of the facility 10 and their time of contact with water will be important, which increases the ability of oxygen to dissolve. Another advantage of the injection upstream is that, upstream, the section of the supply duct is larger than downstream. As a result, the speed of the water is slower and this also allows a longer contact time between the air bubbles and the water, resulting in a greater solubility efficiency. These two advantages are not found in the pierced blade aerator mentioned above, where the injection is made downstream of the injection system.

L'utilisation d'un distributeur 25 avec de nombreuses ouvertures 44 de petite taille est également avantageux, vu que cela augmente la surface de contact entre les bulles et l'eau. Signalons aussi que le fait que le distributeur 25 soit escamotable présente aussi des avantages. En effet, en position escamotée, celui-ci est à l'abri de détritus traversant la grille de protection 30 qui pourraient s'accumuler sur les bras 42. Par ailleurs, le distributeur escamoté est peu visible dans l'environnement naturel, ce qui présente un atout supplémentaire pour l'installation de la présente invention. The use of a dispenser 25 with numerous small openings 44 is also advantageous as it increases the contact area between the bubbles and the water. Note also that the fact that the dispenser 25 is retractable also has advantages. Indeed, in the retracted position, it is protected from detritus through the protective grid 30 which could accumulate on the arms 42. Moreover, the retracted dispenser is not very visible in the natural environment, which presents an additional advantage for the installation of the present invention.

Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. Of course, the present invention is susceptible of various variations and modifications which will be apparent to those skilled in the art.

Ainsi, une autre forme de distributeur est envisageable. Aussi, le distributeur pourra être fixe ou amovible. Thus, another form of dispenser is possible. Also, the dispenser may be fixed or removable.

I1 a été décrit une turbine avec une roue à pales. Bien entendu, il s'agit d'un exemple seulement et tout moyen pouvant être actionné par un écoulement d'eau fait partie du domaine de la présente invention. It has been described a turbine with a paddle wheel. Of course, this is an example only and any means that can be operated by a flow of water is within the scope of the present invention.

Aussi, le rotor 20a du générateur 20 a été décrit comme étant fixé de manière solidaire à l'arbre de turbine 17. Cependant, il est possible d'utiliser un générateur couplé par un moyen de couplage quelconque à l'arbre de turbine 17, sans sortir du domaine de la présente invention. Also, the rotor 20a of the generator 20 has been described as being fastened integrally to the turbine shaft 17. However, it is possible to use a generator coupled by any coupling means to the turbine shaft 17, without departing from the scope of the present invention.

Aussi, il a été décrit un cours d'eau équipé d'une seule installation 10. Bien entendu, si le cours d'eau est important, plusieurs installations selon la présente invention pourront être prévues.Also, it has been described a watercourse equipped with a single installation 10. Of course, if the stream is important, several facilities according to the present invention may be provided.

Claims (8)

<U>REVENDICATIONS</U><U> CLAIMS </ U> 1. Installation hydraulique (10) pouvant fonctionner en mode générateur et/ou en mode aérateur comprenant une turbine (15), un générateur électrique (20) susceptible d'être entraîné par la turbine et de fournir de l'énergie électrique, et un compresseur d'air (22) pouvant être couplé à la turbine pour injecter un débit d'air pour aérer l'eau d'un cours d'eau.A hydraulic system (10) operable in a generator mode and / or in an aerator mode comprising a turbine (15), an electric generator (20) drivable by the turbine and supplying electrical energy, and a air compressor (22) that can be coupled to the turbine to inject a flow of air to aerate the water of a stream. 2. Installation selon la revendication 1, dans laquelle le compresseur comprend une sortie d'air reliée à un distributeur (25).2. Installation according to claim 1, wherein the compressor comprises an air outlet connected to a distributor (25). 3. Installation selon la revendication 2, dans laquelle le distributeur (25) est escamotable.3. Installation according to claim 2, wherein the dispenser (25) is retractable. 4. Installation selon la revendication 2, dans laquelle le distributeur (25) a une dimension verticale correspondant sensiblement à la hauteur du cours d'eau.4. Installation according to claim 2, wherein the distributor (25) has a vertical dimension substantially corresponding to the height of the stream. 5. Installation selon la revendication 2, dans laquelle le distributeur (25) est disposé en amont de l'installation.5. Installation according to claim 2, wherein the distributor (25) is disposed upstream of the installation. 6. Installation selon la revendication 2, dans laquelle le distributeur (25) comprend au moins un tube creux (40) en communication fluide avec une série de bras creux parallèles (42) présentant des ouvertures (44).6. Installation according to claim 2, wherein the distributor (25) comprises at least one hollow tube (40) in fluid communication with a series of parallel hollow arms (42) having openings (44). 7. Installation selon la revendication 6, dans laquelle les ouvertures (44) ne sont pas toutes de même diamètre.7. Installation according to claim 6, wherein the openings (44) are not all of the same diameter. 8. Installation selon la revendication 1, dans laquelle l'installation est située en aval d'une retenue d'eau (2), et dans laquelle l'installation est prévue pour être traversée par une tranche d'eau correspondant sensiblement à la hauteur de la retenue.8. Installation according to claim 1, wherein the installation is located downstream of a water reservoir (2), and wherein the installation is intended to be traversed by a slice of water corresponding substantially to the height. of the restraint.
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