FR2865506A1 - Impeller driving method for transforming e.g. tide energy, involves modifying position of rotation plane of impeller to follow movement of stream line, so that plane and line are parallel to each other irrespective of orientation of line - Google Patents

Impeller driving method for transforming e.g. tide energy, involves modifying position of rotation plane of impeller to follow movement of stream line, so that plane and line are parallel to each other irrespective of orientation of line Download PDF

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Abstract

The method involves placing an impeller (1) in water, such that the water flows in opposite direction on sets of opposite blades (5-8) fixed along the direction of a stream line, to drive the impeller in a determined rotation direction. The position of a rotation plane of the impeller is modified to follow the movement of the stream line, so that the plane and line are parallel to each other, irrespective of the orientation of the line. An independent claim is also included for a device for implementing a method of driving an impeller.

Description

PROCÉDÉ PERFECTIONNÉ D'ENTRAINEMENT EN ROTATION D'UNEIMPROVED ROTATIONAL DRIVE TRAINING METHOD

ROUE À AUBES ET ROUE À AUBES PERMETTANT DE METTRE EN UVRE CE PROCÉDÉ L'invention se rapporte aux procédés d'entraînement dans un sens de rotation déterminé, d'au moins une roue munie d'au moins deux aubes fixes opposées, par un fluide liquide soumis à un sens d'écoulement et le sens contraire, de type flux et reflux, ainsi qu'aux dispositifs permettant de mettre en oeuvre ces procédés. Une application de la présente invention se trouve dans la transformation de l'énergie du flux et du reflux en énergie électrique, par exemple résultant du mouvement des vagues ou des marées.  The invention relates to methods of driving in a determined direction of rotation, of at least one wheel provided with at least two opposite fixed vanes, by a fluid. liquid in a direction of flow and the opposite direction, flow and reflux type, and devices for carrying out these methods. One application of the present invention is in converting the energy of the flow and reflux into electrical energy, for example resulting from the movement of waves or tides.

L'art antérieur enseigne de tels procédés et dispositifs. On connaît par exemple les documents DE 29 00 860 et GB 2 092 237, qui proposent respectivement une telle roue à aubes, possédant un axe de rotation fixe, plus précisément un axe de rotation vertical. On connaît en outre le document US 5 333 996 qui se rapporte à un dispositif comportant une roue à aubes double pour air et eau respectivement, dont l'axe de rotation est également fixe et vertical.  The prior art teaches such methods and devices. For example, documents DE 29 00 860 and GB 2 092 237 are known, which respectively propose such a impeller, having a fixed axis of rotation, more precisely a vertical axis of rotation. Document US Pat. No. 5,333,996 is also known which relates to a device comprising a double impeller for air and water respectively, whose axis of rotation is also fixed and vertical.

Les dispositifs de l'art antérieur tels que notamment cités ci-dessus ne permettent pas d'exploiter pleinement la puissance développée dans le mouvement de flux et reflux de l'eau notamment.  The devices of the prior art such as in particular mentioned above do not make full use of the power developed in the movement of water flow and reflux in particular.

La présente invention se propose de pallier ces inconvénients et d'apporter d'autres avantages. Plus précisément, elle consiste en un procédé d'entraînement dans un sens de rotation déterminé, d'au moins une roue munie d'au moins deux aûbes fixes sensiblement opposées, par un fluide liquide soumis à au moins un sens d'écoulement et le sens contraire, de type flux et reflux, consistant à placer dans ledit fluide liquide ladite au moins une roue de manière que l'écoulement dudit fluide liquide, dans ledit au moins un sens d'écoulement et le sens contraire, s'effectue sur lesdites au moins deux aubes fixes sensiblement opposées de la roue selon des lignes de courant sensiblement parallèles à un plan de rotation de la roue, et sur lesdites au moins deux aubes fixes sensiblement opposées pour un sens d'écoulement donné, de manière à entraîner ladite au moins une roue dans ledit sens de rotation déterminé, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste en outre à modifier la position dudit plan de rotation de la roue de manière à ce qu'il suive le mouvement desdites lignes de courant, afin de demeurer sensiblement parallèle à celles-ci quelle que soit l'orientation desdites lignes de courant.  The present invention proposes to overcome these disadvantages and to provide other advantages. More specifically, it consists of a method of driving in a determined direction of rotation, of at least one wheel provided with at least two substantially opposite fixed axles, by a liquid fluid subjected to at least one direction of flow and the contrary direction, of flow and reflux type, consisting in placing in said liquid fluid said at least one wheel so that the flow of said liquid fluid, in said at least one direction of flow and the opposite direction, is effected on said at least two substantially opposite fixed vanes of the wheel along current lines substantially parallel to a plane of rotation of the wheel, and on said at least two substantially opposite fixed vanes for a given direction of flow, so as to cause said at least one wheel in said determined direction of rotation, said method being characterized in that it furthermore consists in modifying the position of said plane of rotation of the wheel so that it follows the e movement of said current lines, to remain substantially parallel thereto regardless of the orientation of said current lines.

Ainsi, le procédé selon l'invention permet de faire tourner une roue avantageusement totalement immergée dans un fluide liquide, l'eau par exemple, dans un sens de rotation déterminé indépendamment du sens d'écoulement du fluide sur la roue, et permet en outre à la roue de se positionner toujours au mieux dans les lignes de courant, dont la direction générale peut être très variable, notamment près de la surface libre du fluide liquide, c'est à dire dans une zone où le mouvement du liquide peut posséder une vitesse élevée, lorsqu'on cherche à exploiter la puissance du fluide induite par le vent à la surface libre de ce dernier En outre, lorsqu'on cherche à exploiter des courant marins, ces derniers peuvent avoir des variations directionnelles dues à des facteurs divers, comme l'influence de la température par exemple, le temps, les marées, etc; la présente invention permet d'exploiter au mieux cette puissance indépendamment de ces paramètres.  Thus, the method according to the invention makes it possible to turn a wheel advantageously totally immersed in a liquid fluid, water for example, in a direction of rotation determined independently of the direction of flow of the fluid on the wheel, and also allows the wheel to always position itself better in the current lines, whose general direction can be very variable, especially near the free surface of the liquid fluid, that is to say in an area where the movement of the liquid can have a high speed, when one seeks to exploit the power of the fluid induced by the wind to the free surface of the latter In addition, when one seeks to exploit marine currents, these can have directional variations due to various factors, as the influence of temperature for example, time, tides, etc .; the present invention makes best use of this power independently of these parameters.

Selon une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention consiste en outre à déplacer ladite au moins une roue selon un axe vertical de sorte que celle-ci soit positionnée à une profondeur déterminée sous la surface libre dudit fluide liquide.  According to an advantageous characteristic, the method according to the invention also consists in moving said at least one wheel along a vertical axis so that it is positioned at a determined depth below the free surface of said liquid fluid.

Cette caractéristique permet de maintenir la roue dans un plan de la masse fluide dans lequel le rendement de transfert de l'énergie fluide à la roue est le meilleur. Dans le cas des marées ou des ondes de surface, le procédé selon l'invention permet de maintenir la roue dans une zone immergée proche de la surface ou la vitesse des particules fluides est la plus élevée. En toute application, le procédé permet de maintenir la roue dans un plan vertical déterminé.  This characteristic makes it possible to maintain the wheel in a plane of the fluid mass in which the efficiency of transfer of the fluid energy to the wheel is the best. In the case of tides or surface waves, the method according to the invention makes it possible to keep the wheel in a submerged zone close to the surface where the velocity of the fluid particles is the highest. In any application, the method makes it possible to maintain the wheel in a determined vertical plane.

L'invention se rapporte également à un dispositif destiné à mettre en oeuvre un procédé selon l'invention, comprenant: - au moins une roue à aubes, comportant au moins une première et une deuxième aubes radiales sensiblement opposées, ladite première aube comportant une première face d'entraînement possédant un premier coefficient de traînée Cxl et une deuxième face, opposée à ladite première face, possédant un deuxième coefficient de traînée Cx2, ledit premier coefficient de traînée Cxl étant supérieur au dit deuxième coefficient de traînée Cx2, ladite deuxième aube étant identique à ladite première aube et tournée d'un angle déterminé par rapport à ladite première aube autour d'un axe de rotation de ladite au moins une roue à aubes, de manière à entraîner ladite au moins une roue dans le sens de rotation défini par la différence existant entre lesdits coefficients de traînée Cxl et Cx2, - un arbre central apte à être entraîné en rotation par ladite roue à aubes selon un axe de rotation prédéterminée, - des moyens de liaison de ladite roue à aubes au dit arbre central, ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison de ladite roue à aubes au dit arbre central sont des moyens de liaison de type liaison à cardan, de manière à permettre une rotation de la roue selon un axe de rotation d'inclinaison variable.  The invention also relates to a device for implementing a method according to the invention, comprising: - at least one paddle wheel, comprising at least a first and a second substantially opposite radial blade, said first blade comprising a first drive face having a first drag coefficient Cx1 and a second face opposite said first face having a second drag coefficient Cx2, said first drag coefficient Cx1 being greater than said second drag coefficient Cx2, said second blade being identical to said first blade and rotated by a predetermined angle with respect to said first blade about an axis of rotation of said at least one impeller, so as to cause said at least one wheel in the direction of rotation defined by the difference existing between said drag coefficients Cx1 and Cx2, a central shaft adapted to be driven in rotation by said impeller on a predetermined axis of rotation, - means for connecting said impeller to said central shaft, said device being characterized in that said connecting means of said impeller to said central shaft are connecting means of the universal joint type, so as to allow rotation of the wheel according to a variable inclination rotation axis.

Le dispositif selon l'invention permet, grâce à une liaison de type liaison à cardan entre la roue à aubes et l'arbre central, de libérer la roue de la contrainte d'un axe de rotation fixe et ainsi de faire en sorte que la roue puisse tourner dans un plan quelconque, donné à un instant précis par la direction d'ensemble des lignes de courant dans lesquelles la roue est immergée à cet instant, permettant ainsi d'optimiser le rendement du transfert d'énergie du fluide à l'arbre central par la roue.  The device according to the invention makes it possible, thanks to a universal joint connection between the impeller and the central shaft, to release the wheel from the stress of a fixed axis of rotation and thus to ensure that the wheel can rotate in any plane, given at a precise time by the overall direction of the current lines in which the wheel is immersed at this time, thus optimizing the efficiency of the transfer of energy from the fluid to the central shaft by the wheel.

Selon une caractéristique avantageuse, lesdites au moins première et deuxième aubes radiales sont diamétralement opposées, ladite deuxième aube étant disposée de manière symétrique à la première aube par rapport à l'axe de rotation de ladite au moins une roue, considérant lesdites première et deuxième aubes projetées dans un plan unique perpendiculaire au dit axe de rotation..  According to an advantageous characteristic, said at least first and second radial vanes are diametrically opposed, said second blade being arranged symmetrically with the first blade relative to the axis of rotation of said at least one wheel, considering said first and second blades projected in a single plane perpendicular to said axis of rotation.

Une telle caractéristique permet une répartition équilibrée des masses dans le cas d'une roue comportant un nombre pair d'aubes.  Such a characteristic allows a balanced distribution of masses in the case of a wheel having an even number of blades.

Selon une caractéristique avantageuse, ledit premier coefficient de traînée Cxl est grand devant ledit deuxième coefficient de traînée Cx2.  According to an advantageous characteristic, said first drag coefficient Cx1 is large in front of said second drag coefficient Cx2.

Selon une autre caractéristique avantageuse, lesdites au moins première et deuxième aubes sont situées dans un plan unique perpendiculaire à l'axe de rotation de ladite au moins une roue.  According to another advantageous characteristic, said at least first and second blades are located in a single plane perpendicular to the axis of rotation of said at least one wheel.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite au moins une roue comporte au moins une troisième et une quatrième aubes identiques aux dites première et deuxième aubes, lesdites au moins troisième et quatrième aubes étant diamétralement opposées, et décalées de 90 autour de l'axe de rotation de la roue, par rapport aux dites première et deuxième aubes respectivement.  According to another advantageous characteristic, said at least one wheel comprises at least a third and a fourth blade identical to said first and second blades, said at least third and fourth blades being diametrically opposed, and offset by 90 about the axis of rotation. of the wheel, with respect to said first and second blades respectively.

Selon une autre caractéristique avantageuse, lesdites au moins troisième et quatrième aubes sont situées dans un plan unique perpendiculaire à l'axe de rotation.  According to another advantageous characteristic, said at least third and fourth blades are located in a single plane perpendicular to the axis of rotation.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ladite première face possédant un premier coefficient de traînée Cxl adopte une forme concave et ladite deuxième face possédant un deuxième coefficient de traînée Cx2 inférieur à Cxl, opposée à la première face, adopte une forme convexe.  According to another advantageous characteristic, said first face having a first drag coefficient Cx1 adopts a concave shape and said second face having a second drag coefficient Cx2 less than Cx1, opposite to the first face, adopts a convex shape.

Selon une autre caractéristique avantageuse, les aubes de ladite au moins une roue sont creuses.  According to another advantageous characteristic, the blades of said at least one wheel are hollow.

Selon une autre caractéristique avantageuse, ledit arbre central comporte une première partie tournante sur laquelle sont fixés lesdits moyens de liaison de la roue à aubes au dit arbre central, et une deuxième partie destinée à être fixée de manière rigide sur un socle solide et fixe, ladite première partie étant montée tournante et à coulissement axial sur ladite deuxième partie.  According to another advantageous characteristic, said central shaft comprises a first rotating part on which said means for connecting the impeller to said central shaft are fixed, and a second part intended to be fixed rigidly on a solid and fixed base, said first portion being rotatably mounted and axially sliding on said second portion.

Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif selon l'invention comprend des moyens de déplacement axial de ladite première partie de l'arbre central 25 par rapport à ladite deuxième partie de l'arbre central.  According to another advantageous characteristic, the device according to the invention comprises means for axial displacement of said first part of the central shaft 25 with respect to said second part of the central shaft.

Selon une autre caractéristique avantageuse, lesdits moyens de déplacement axial comportent des moyens d'injection dudit fluide liquide dans les aubes creuses de ladite au moins une roue.  According to another advantageous characteristic, said axial displacement means comprise means for injecting said liquid fluid into the hollow vanes of said at least one wheel.

Selon une alternative à la caractéristique précédente, lesdits moyens de déplacement axial comportent un flotteur lié à ladite première partie dudit arbre central et porté par la surface libre dudit fluide liquide dans lequel est placé ladite au moins une roue.  According to an alternative to the preceding characteristic, said axial displacement means comprise a float linked to said first portion of said central shaft and carried by the free surface of said liquid fluid in which said at least one wheel is placed.

Selon une autre caractéristique avantageuse, le dispositif selon l'invention comprend un générateur d'électricité dont l'axe est entraîné par ladite au moins une roue.  According to another advantageous characteristic, the device according to the invention comprises an electricity generator whose axis is driven by said at least one wheel.

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture qui suit de la description d'exemples de mode de réalisation d'un procédé et d'un dispositif selon l'invention, accompagnée des dessins annexés, fournis à titre illustratif non limitatif.  Other characteristics and advantages will become apparent on reading the following description of exemplary embodiments of a method and a device according to the invention, accompanied by the accompanying drawings, provided by way of nonlimiting illustration.

La figure 1 représente une vue en perspective d'un exemple de mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention.  FIG. 1 represents a perspective view of an exemplary embodiment of a device according to the invention.

La figure 2 représente une vue en coupe agrandie selon la ligne I-I de la figure 3. La figure 3 représente une vue en coupe verticale axiale partielle du dispositif selon la figure 1, immergé dans l'eau et fixé sur le sol.  2 shows an enlarged sectional view along the line I-I of Figure 3. Figure 3 shows a partial axial vertical sectional view of the device according to Figure 1, immersed in water and fixed on the ground.

La figure 4 représente une vue de dessus en coupe partielle du dispositif selon la figure 1.  FIG. 4 represents a top view in partial section of the device according to FIG.

Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend une roue 1 à aubes 5, 6, 7, 8 fixes qui est destinée à être entraînée dans un sens de rotation déterminé, par un liquide soumis à au moins un sens d'écoulement et le sens contraire, de type flux et reflux, par exemple la marée ou des ondes de surface de la mer ou de l'océan de type vagues, la roue 1 étant placée dans l'eau de manière que l'écoulement de l'eau, dans le sens du flux et du reflux, s'effectue sur toutes les aubes 5, 6, 7, 8 fixes de la roue selon des lignes de courant sensiblement parallèles à un plan de rotation de la roue, et sur au moins deux aubes opposées pour un sens d'écoulement donné, de manière à entraîner la roue dans le sens de rotation déterminé comme indiqué ci-dessous.  The device represented in FIG. 1 comprises a fixed impeller 5, 6, 7, 8 which is intended to be driven in a determined direction of rotation by a liquid subjected to at least one direction of flow and the opposite direction , such as ebb and flow, for example the tide or wave waves of the sea or ocean surface, the wheel 1 being placed in the water so that the flow of water, in the direction of flow and reflux, is performed on all the vanes 5, 6, 7, 8 fixed wheel according to current lines substantially parallel to a plane of rotation of the wheel, and on at least two opposite blades for a given direction of flow, so as to drive the wheel in the direction of rotation determined as indicated below.

Le dispositif représenté sur la figure 1 comprend une roue 1 à aubes comportant une première 5, une deuxième 6, une troisième 7 et une quatrième 8 aubes radiales identiques avantageusement coplanaires et diamétralement opposées deux à deux, de sorte qu'un plan perpendiculaire à l'axe 4 de rotation de la roue passe avantageusement par les aubes, les première 5, deuxième 6, troisième 7 et quatrième 8 aubes comportant respectivement une première 9 face d'entraînement de la roue, ou face avant, possédant un premier coefficient de traînée Cxl et une deuxième 10 face résistante, opposée à la première 9 face, ou face arrière, possédant un deuxième coefficient de traînée Cx2, le premier coefficient de traînée Cxl étant supérieur au deuxième coefficient de traînée Cx2, deux aubes diamétralement opposées, par exemple les aubes 5 et 7 d'une part, et les aubes 6 et 8 d'autre part, étant disposées de manière symétrique par rapport à l'axe de rotation 4 de la roue 1, ou tournées de 180 l'une de l'autre autour de l'axe de rotation 4, afin d'entraîner la roue dans le sens de rotation défini par la différence existant entre les coefficients de traînée Cxl et Cx2, selon le sens 18 comme représenté sur la figure 1.  The device represented in FIG. 1 comprises a wheel 1 with vanes comprising a first 5, a second 6, a third 7 and a fourth 8 identical radial blades advantageously coplanar and diametrically opposite two by two, so that a plane perpendicular to the 4 rotation axis of the wheel advantageously passes through the vanes, the first 5, second 6, third 7 and fourth 8 vanes respectively comprising a first 9 driving face of the wheel or front face, having a first coefficient of drag Cx1 and a second resistant face, opposite the first face 9, or rear face, having a second drag coefficient Cx2, the first drag coefficient Cx1 being greater than the second drag coefficient Cx2, two diametrically opposed blades, for example the blades 5 and 7 on the one hand, and the blades 6 and 8 on the other hand being arranged symmetrically with respect to the axis of rotation 4 of the wheel 1, or turned 180 from each other about the axis of rotation 4, in order to drive the wheel in the direction of rotation defined by the difference existing between the drag coefficients Cx1 and Cx2, according to the direction 18 as shown in Figure 1.

- un arbre central 3 apte à être entraîné en rotation par la roue 1 à aubes selon un axe de rotation 21 prédéterminée, - des moyens de liaison 20 de la roue à aubes à l'arbre central 3, de type liaison à cardan de manière à permettre une rotation de la roue selon un axe de rotation 4 d'inclinaison 30 variable pouvant être différent de l'axe de rotation 21 dudit arbre central.  - A central shaft 3 adapted to be rotated by the impeller 1 to a predetermined axis of rotation 21, - connecting means 20 of the impeller to the central shaft 3, type cardan link so to allow a rotation of the wheel according to an axis of rotation 4 of variable inclination may be different from the axis of rotation 21 of said central shaft.

Les première 5, deuxième 6, troisième 7, et quatrième 8 aubes sont situées dans un plan unique perpendiculaire à l'axe de rotation de la roue 1 afin de ne pas créer inutilement de contraintes internes à la roue, et que celle-ci soit de préférence atteinte par des particules de fluide possédant dans la mesure du possible des vitesses de déplacement identiques ou voisines.  The first 5, second 6, third 7, and fourth 8 blades are located in a single plane perpendicular to the axis of rotation of the wheel 1 so as not to unnecessarily create internal stresses to the wheel, and that it is preferably achieved by fluid particles having as far as possible identical or similar movement speeds.

Les première 5, deuxième 6, troisième 7, et quatrième 8 aubes sont décalées de 90 autour de l'axe de rotation 4 de la roue 1, comme représenté sur la figure 1 ou 4.  The first 5, second 6, third 7, and fourth 8 blades are offset by 90 about the axis of rotation 4 of the wheel 1, as shown in Figure 1 or 4.

Comme représenté sur la figure 2, une aube 5, 6, 7, ou 8 de la roue 1 présente avantageusement une première face 9 ou face avant adoptant une forme concave, et une deuxième face 10 ou face arrière opposée à la première face adoptant une forme convexe. Le coefficient de traînée Cxl de la face avant concave est supérieur et grand devant le coefficient de traînée Cx2 de la face arrière convexe. La terminologie face avant, face arrière, est relative et employée ici uniquement dans le but de différencier la face motrice qui est la face avant, de la face arrière non motrice par opposition à la face avant. Plus la différence sera grande entre les coefficients de traînée Cxl et Cx2 entre les deux faces 9 et opposées d'une aube, respectivement, meilleur sera le rendement de la roue. Le 05 coefficient de traînée Cx2 de la face convexe 10 qui est toujours destinée à se déplacer à contre courant dans l'eau, sera le plus petit possible, et à cet effet la face convexe sera profilée le plus finement possible, par exemple au moyen d'un profil en Vé, comme représenté sur la figure 2. La face concave 9 adoptera un coefficient de traînée Cxl le plus grand possible afin d'offrir le plus de prise au ligne de courant de l'eau et aux particules 10 de liquide en mouvement, par exemple une forme en arc de cercle comme représenté sur la figure 2, puisque la face concave se déplacera toujours dans le sens du courant.  As represented in FIG. 2, a blade 5, 6, 7, or 8 of the wheel 1 advantageously has a first face 9 or front face adopting a concave shape, and a second face 10 or rear face opposite to the first face adopting a convex form. The coefficient of drag Cx1 of the concave front face is greater and greater than the drag coefficient Cx2 of the convex rear face. The terminology front face, rear face, is relative and used here only in order to differentiate the driving face which is the front face of the non-driving rear face as opposed to the front face. The greater the difference between the drag coefficients Cx1 and Cx2 between the two faces 9 and opposite of a blade, respectively, the better the efficiency of the wheel. The drag coefficient Cx2 of the convex face 10, which is always intended to move against the current in the water, will be as small as possible, and for this purpose the convex face will be profiled as finely as possible, for example by means of of a Vee profile, as shown in Figure 2. The concave face 9 will adopt a coefficient of drag Cxl as large as possible to offer the most tap at the water flow line and 10 particles of liquid in motion, for example an arcuate shape as shown in Figure 2, since the concave face will always move in the direction of the current.

Le maître couple d'une aube sera déterminé selon tous moyens connus en fonction de la puissance que l'on désire obtenir sur l'arbre de roue, adapté en fonction du lieu, c'est à dire des marées ou des courants, dans lequel est placée la roue. La répartition 15 dimensionnelle entre la hauteur d'une aube et sa longueur sera déterminée en fonction des calculs conventionnels de résistance des matériaux en tenant compte des données du milieu dans lequel la roue est placée, afin que la roue 1 résiste aux sollicitations du milieu fluide dans lequel elle est immergée. Comme représenté sur la figure 1, la section transversale des aubes pourra être constante sur toute leur longueur, ou variable (non 20 représenté), l'extrémité de chaque aube 5, 6, 7, 8 étant profilée avantageusement en forme d'un creux sphérique afin d'offrir une meilleure résistance aux lignes de courant.  The master torque of a blade will be determined according to any known means as a function of the power that it is desired to obtain on the wheel shaft, adapted according to the place, ie tides or currents, in which is placed the wheel. The dimensional distribution between the height of a blade and its length will be determined according to the conventional strength calculations of the materials taking into account the data of the medium in which the wheel is placed, so that the wheel 1 withstands the stresses of the fluid medium in which she is submerged. As shown in FIG. 1, the cross-section of the vanes may be constant over their entire length, or variable (not shown), the end of each vane 5, 6, 7, 8 being advantageously shaped in the form of a hollow spherical to provide better resistance to current lines.

L'arbre central 3 comporte une première partie 11 tournante sur laquelle sont fixées les aubes 5, 6, 7, 8 de la roue 1 et une deuxième partie 12 destinée à être fixée de manière rigide sur un socle 13 solide et fixe, la première partie 11 étant montée tournante 25 et à coulissement axial sur la deuxième partie 12. Le socle 13 pourra loger un générateur d'électricité 16 dont l'arbre 14 coulissant sera couplé à la partie tournante 11, comme représenté sur la figure 3, afin que la roue entraîne en rotation l'arbre 14 coulissant du générateur d'électricité, plus particulièrement un ou des alternateurs selon tous moyens connus, notamment par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse (non représenté) afin 30 que le générateur d'électricité tourne à une vitesse appropriée supérieure à celle de la roue à aubes. L'arbre 14 du générateur 16 pourra être disposé à l'intérieur de la partie fixe 12 pour être solidarisé à la partie tournante 11 dans son extrémité supérieure comme représenté sur la figure 3. Le socle 13 sera ancré sur le sol marin (représenté en pointillés sur la figure 3) selon tous moyens connus, par exemple via des pieds d'ancrage 15 fixé 35 sur des plots 17 de béton, par exemple trois pieds comme représentés sur les figures 1 et 3, de manière que le dispositif résiste aux contraintes des mouvements du fluide dans lequel il est immergé. Il est à noter que sur la figure 3 la hauteur du dispositif n'est pas nécessairement proportionnée à la largeur, et a été réduite pour des raisons de commodité de représentation.  The central shaft 3 comprises a first rotating part 11 on which are fixed the vanes 5, 6, 7, 8 of the wheel 1 and a second part 12 intended to be fixed rigidly on a solid and fixed base 13, the first part 11 being rotatably mounted 25 and axially sliding on the second part 12. The base 13 can accommodate an electricity generator 16 whose sliding shaft 14 will be coupled to the rotating part 11, as shown in Figure 3, so that the wheel rotates the sliding shaft 14 of the electricity generator, more particularly one or more alternators according to any known means, in particular by means of a speed multiplier (not shown) so that the electricity generator rotates at a suitable speed greater than that of the impeller. The shaft 14 of the generator 16 may be disposed inside the fixed part 12 to be secured to the rotating part 11 in its upper end as shown in Figure 3. The base 13 will be anchored to the sea floor (shown in FIG. dotted in FIG. 3) according to any known means, for example via anchoring feet 15 fixed on concrete pads 17, for example three feet as shown in FIGS. 1 and 3, so that the device withstands the stresses movements of the fluid in which it is immersed. It should be noted that in Figure 3 the height of the device is not necessarily proportional to the width, and has been reduced for reasons of convenience of representation.

De manière avantageuse, les aubes 5, 6, 7, 8 de la roue peuvent être creuses afin de permettre une injection ou entrée de fluide à l'intérieur de celles-ci, dans le but de modifier la densité de la partie mobile de l'arbre, provoquant ainsi un coulissement de la partie tournante 11 vers le haut ou vers le bas afm de positionner le plan de rotation de la roue au mieux dans les lignes de courant de la masse fluide qui l'entoure. Le dispositif comporte à cet effet avantageusement des moyens de déplacement axial de la partie mobile 11 de l'arbre central 3 qui peuvent, dans le cas d'aubes creuses, comprendre une pompe (non représentée) logée dans le socle 13 de la partie fixe 12 de l'arbre qui injectera un fluide ambiant dans la roue et les aubes afin de modifier la densité de l'ensemble mobile, et faire en conséquence coulisser vers le haut ou vers le bas la roue. La pompe peut servir à chasser l'eau de l'intérieur de la partie mobile afin de faire remonter celle-ci vers la surface et la stabiliser à un niveau proche de celle-ci tout en étant entièrement immergée.  Advantageously, the vanes 5, 6, 7, 8 of the wheel can be hollow in order to allow an injection or entry of fluid inside thereof, in order to modify the density of the moving part of the wheel. shaft, thereby causing the rotating portion 11 to slide up or down to position the rotation plane of the wheel at best in the flow lines of the surrounding fluid mass. The device advantageously comprises means for axial displacement of the movable portion 11 of the central shaft 3 which can, in the case of hollow blades, comprise a pump (not shown) housed in the base 13 of the fixed part 12 of the shaft which will inject an ambient fluid into the wheel and the blades to change the density of the moving assembly, and consequently to slide up or down the wheel. The pump can be used to drive the water from the inside of the movable part to bring it up to the surface and stabilize it at a level close to it while being fully immersed.

De manière alternative, les moyens de déplacement axial peuvent comporter un flotteur (non représenté) lié à la partie mobile 11 de l'arbre central 3 et porté par la surface libre du liquide dans lequel est placée la roue 1. Ainsi, le flotteur qui est lié à la partie mobile 11 de l'arbre via un lien rigide, de type câble, tringle ou analogue, d'une longueur déterminée, assure une position relative constante de la roue 1 par rapport à la surface libre de l'eau. Le coulissement de la partie mobile 11 de l'arbre central sur la partie fixe 12 est libre et provoqué par la variation de la hauteur libre de l'eau.  Alternatively, the axial displacement means may comprise a float (not shown) connected to the movable portion 11 of the central shaft 3 and carried by the free surface of the liquid in which the wheel 1 is placed. Thus, the float which is connected to the movable portion 11 of the shaft via a rigid link, cable, rod or the like, of a given length, ensures a constant relative position of the wheel 1 relative to the free surface of the water. The sliding of the movable portion 11 of the central shaft on the fixed part 12 is free and caused by the variation of the free height of the water.

De manière avantageuse, l'amplitude de déplacement vertical de la roue 1, c'est à dire de la partie mobile 11 par rapport à la partie fixe 12 de l'arbre 3, correspondra à l'amplitude de la marée le cas échéant.  Advantageously, the amplitude of vertical displacement of the wheel 1, that is to say of the movable portion 11 relative to the fixed portion 12 of the shaft 3, will correspond to the amplitude of the tide if necessary.

Les moyens de liaison 20 de la roue à aubes à l'arbre central 3, de type liaison à cardan comportent par exemple, comme représenté sur la figure 4: - un premier 22 support, par exemple de forme circulaire sur lequel sont rigidement fixées les quatre aubes 5, 6, 7, 8 selon une géométrie telle que décrite plus haut par exemple, - un deuxième 23 support par exemple de forme circulaire, concentrique au premier 22 et disposé à l'intérieur de celui-ci, le deuxième support 23 étant lié au premier support 22 par une liaison comportant un degré de liberté en rotation dont l'axe de rotation se trouve dans le plan des aubes, par exemple selon un axe de rotation X comme représenté sur la figure 4, - le deuxième support 23 entourant l'arbre central 3 et étant lié à ce dernier par une liaison comportant un degré de liberté en rotation dont l'axe de rotation se trouve dans le plan des aubes perpendiculaire à l'axe X, par exemple selon un axe de rotation Y comme représenté sur la figure 4.  The connection means 20 of the impeller with the central shaft 3, of the universal joint type, comprise, for example, as represented in FIG. 4: a first support, for example of circular shape, on which are fixed rigidly the four blades 5, 6, 7, 8 according to a geometry as described above for example, - a second support 23 for example of circular shape, concentric with the first 22 and disposed therein, the second support 23 being connected to the first support 22 by a link having a rotational degree of freedom whose axis of rotation is in the plane of the blades, for example along an axis of rotation X as shown in FIG. 4, the second support 23 surrounding the central shaft 3 and being connected thereto by a link having a rotational degree of freedom whose axis of rotation is in the plane of the blades perpendicular to the axis X, for example along an axis of rotation Y as shown in Figure 4.

Il y a lieu de noter que les axes de rotation X et Y de la liaison à cardan se croisent sur l'axe de rotation 21 de l'arbre central définissant le point fixe de cette liaison à cardan.  It should be noted that the X and Y axes of rotation of the universal joint intersect on the axis of rotation 21 of the central shaft defining the fixed point of this universal joint.

En outre, les axes de rotation X et Y sont de préférence, mais pas obligatoirement, respectivement confondus avec un axe longitudinal défini par les aubes 6 et 8 diamétralement opposées d'une part, et avec un axe longitudinal défini par les aubes 5 et 7 d'autre part, comme représenté sur la figure 4.  In addition, the axes of rotation X and Y are preferably, but not necessarily, respectively coincident with a longitudinal axis defined by vanes 6 and 8 diametrically opposed on the one hand, and with a longitudinal axis defined by vanes 5 and 7 on the other hand, as shown in FIG.

Un exemple de procédé selon l'invention mis en oeuvre par un dispositif tel que décrit ci-dessus va maintenant être décrit: ce procédé consiste à entraîner, dans un sens de rotation déterminé, la roue 1 munie de quatre aubes fixes 5, 6, 7, 8 opposées deux à deux, par l'eau soumis à au moins un sens d'écoulement et le sens contraire, de type marée, en plaçant la roue dans l'eau de manière que l'écoulement de l'eau, dans le sens du flux et du reflux, s'effectue sur les quatre aubes fixes selon des lignes de courant sensiblement parallèles à un plan de rotation de la roue, le flux ou le reflux, de manière à entraîner la roue dans le sens de rotation déterminé, la position du plan de rotation de la roue à aubes étant apte à se modifier grâce à la liaison de type cardan avec l'arbre central dont l'axe est fixe, de manière à ce que ce plan suive le mouvement d'ensemble des lignes de courant, afin de demeurer sensiblement parallèle à celles-ci quelle que soit l'orientation d'ensemble de ces lignes de courant. C'est la différence de forces de traînée pour chaque aube entre sa face avant et sa face arrière qui entraîne la roue en rotation. Quel que soit le sens d'écoulement de l'eau, flux ou reflux, la roue 1 tournera toujours dans le même sens de rotation. La roue 1 doit bien sûr posséder un point fixe ou sensiblement fixe par rapport au courant de manière à créer une résistance à celui-ci et entraîner sa rotation; ce point fixe est conféré par l'arbre central au point fixe de la liaison à cardan sur l'axe de l'arbre central. De manière avantageuse, le procédé consiste en outre à déplacer la roue selon un axe vertical de sorte que celle-ci soit positionnée dans un plan de rotation déterminé par rapport au fluide liquide, soit dans le cas des marées un plan très proche de la surface libre de l'eau ou la vitesse des particules est la plus rapide. Afin d'exploiter au mieux l'énergie des vagues, la roue sera de préférence immergée et tangente à la surface libre de l'eau, comme représenté sur la figure 3.  An exemplary method according to the invention implemented by a device as described above will now be described: this method consists in driving, in a determined direction of rotation, the wheel 1 provided with four fixed vanes 5, 6, 7, 8 opposite two by two, by the water subjected to at least one direction of flow and the opposite direction, of tide type, by placing the wheel in the water so that the flow of water, in the direction of the flow and the reflux, is carried out on the four fixed blades according to current lines substantially parallel to a plane of rotation of the wheel, the flow or the reflux, so as to drive the wheel in the direction of rotation determined , the position of the rotational plane of the impeller being adapted to change through the cardan-type connection with the central shaft whose axis is fixed, so that this plane follows the overall movement of lines of current, so as to remain substantially parallel to them, whatever t the overall orientation of these current lines. It is the difference in drag forces for each blade between its front face and its rear face that drives the wheel in rotation. Whatever the flow direction of the water, flow or reflux, the wheel 1 will always rotate in the same direction of rotation. The wheel 1 must of course have a fixed point or substantially fixed relative to the current so as to create a resistance thereto and cause its rotation; this fixed point is conferred by the central shaft at the fixed point of the universal joint on the axis of the central shaft. Advantageously, the method further comprises moving the wheel along a vertical axis so that it is positioned in a plane of rotation determined relative to the liquid fluid, or in the case of tides a plane very close to the surface free of water or particle speed is the fastest. In order to best exploit the energy of the waves, the wheel will preferably be immersed and tangent to the free surface of the water, as shown in FIG.

Les procédé et dispositif selon l'invention trouveront une application particulièrement avantageuse dans la production d'énergie électrique à partir de l'énergie des marées, des vagues, de la houle, des courants marins, ceci en l'absence de toute pollution ou déchet résiduel à traiter ou détruire, sans nécessiter l'utilisation d'une énergie fossile ou nucléaire. En outre, le dispositif selon l'invention peut avantageusement être dissimulé du regard par son immersion, et donc ne dénature pas le site dans lequel il se trouve, tout en favorisant son intégration naturelle. 35  The method and device according to the invention will find a particularly advantageous application in the production of electrical energy from tidal energy, waves, waves, sea currents, this in the absence of any pollution or waste residual to be treated or destroyed, without the use of fossil or nuclear energy. In addition, the device according to the invention can advantageously be hidden from view by its immersion, and therefore does not distort the site in which it is, while promoting its natural integration. 35

Claims (15)

REVENDICATIONS 1. Procédé d'entraînement dans un sens de rotation déterminé, d'au moins une roue munie d'au moins deux aubes fixes sensiblement opposées, par un fluide liquide soumis à au moins un sens d'écoulement et le sens contraire, de type flux et reflux, consistant à placer dans ledit fluide liquide ladite au moins une roue (1) de manière que l'écoulement dudit fluide liquide, dans ledit au moins un sens d'écoulement et le sens contraire, s'effectue sur lesdites au moins deux aubes (5, 7) fixes sensiblement opposées de la roue (1) selon des lignes de courant sensiblement parallèles à un plan de rotation de la roue, et sur lesdites au moins deux aubes (5, 7) fixes sensiblement opposées pour un sens d'écoulement donné, de manière à entraîner ladite au moins une roue dans ledit sens de rotation déterminé, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste en outre à modifier la position dudit plan de rotation de la roue de manière à ce qu'il suive le mouvement desdites lignes de courant, afin de demeurer sensiblement parallèle à celles-ci quelle que soit l'orientation desdites lignes de courant.  1. A method of driving in a determined direction of rotation, of at least one wheel provided with at least two substantially opposite fixed vanes, with a liquid fluid subjected to at least one direction of flow and the opposite direction, of the type flow and reflux, consisting in placing in said liquid fluid said at least one wheel (1) so that the flow of said liquid fluid, in said at least one direction of flow and the opposite direction, is effected on said at least one two blades (5, 7) fixed substantially opposite of the wheel (1) according to current lines substantially parallel to a plane of rotation of the wheel, and on said at least two vanes (5, 7) fixed substantially opposite for a direction of said flow, so as to cause said at least one wheel in said determined direction of rotation, said method being characterized in that it further comprises modifying the position of said plane of rotation of the wheel so that he follows the movement desd these lines of current, so as to remain substantially parallel to them regardless of the orientation of said current lines. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à déplacer ladite au moins une roue (1) selon un axe vertical de sorte que celle-ci soit positionnée à une profondeur déterminée sous la surface libre dudit fluide liquide.  2. Method according to claim 1, characterized in that it further comprises moving said at least one wheel (1) along a vertical axis so that it is positioned at a determined depth below the free surface of said liquid fluid. . 3. Dispositif destiné à mettre en oeuvre un procédé selon la revendication 1, comprenant: - au moins une roue (1) à aubes (5, 7), comportant au moins une première (5) et une deuxième (7) aubes radiales sensiblement opposées, ladite première aube comportant une première (9) face d'entraînement possédant un premier coefficient de traînée Cxl et une deuxième (10) face, opposée à ladite première face, possédant un deuxième coefficient de traînée Cx2, ledit premier coefficient de traînée Cxl étant supérieur au dit deuxième coefficient de traînée Cx2, ladite deuxième (7) aube étant identique à ladite première (5) aube et tournée d'un angle déterminé par rapport à ladite première aube autour d'un axe de rotation (4) de ladite au moins une roue à aubes, de manière à entraîner ladite au moins une roue dans le sens de rotation défini par la différence existant entre lesdits coefficients de traînée Cxl et Cx2, - un arbre central (3) apte à être entraîné en rotation par ladite roue à aubes selon un axe de rotation (21) prédéterminé, - des moyens de liaison de ladite roue à aubes au dit arbre central, ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison (20) de ladite roue à aubes au dit arbre central sont des moyens de liaison (20) de type liaison à cardan, de manière à permettre une rotation de la roue selon un axe de rotation (4) d'inclinaison variable.  3. Device for implementing a method according to claim 1, comprising: - at least one wheel (1) with blades (5, 7), comprising at least a first (5) and a second (7) radial vanes substantially opposed, said first blade having a first (9) drive face having a first drag coefficient Cx1 and a second (10) face opposite said first face having a second drag coefficient Cx2, said first drag coefficient Cx1 being greater than said second drag coefficient Cx2, said second blade (7) being identical to said first blade (5) and rotated at a given angle with respect to said first blade about an axis of rotation (4) of said at least one impeller, so as to drive said at least one wheel in the direction of rotation defined by the difference existing between said drag coefficients Cx1 and Cx2, a central shaft (3) capable of being entrained senior rotated by said impeller according to a predetermined axis of rotation (21); - means for connecting said impeller to said central shaft, said device being characterized in that said connecting means (20) of said wheel vane blades to said central shaft are connecting means (20) of the universal joint type, so as to allow rotation of the wheel along an axis of rotation (4) of variable inclination. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdites au moins première (5) et deuxième (7) aubes radiales sont diamétralement opposées, ladite deuxième (7) aube étant disposée de manière symétrique à la première (5) aube par rapport à l'axe de rotation (4) de ladite au moins une roue (1), considérant lesdites première (5) et deuxième (7) aubes projetées dans un plan unique perpendiculaire au dit axe de rotation (4).  4. Device according to claim 3, characterized in that said at least first (5) and second (7) radial vanes are diametrically opposed, said second (7) blade being arranged symmetrically to the first (5) blade relative to to the axis of rotation (4) of said at least one wheel (1), considering said first (5) and second (7) vanes projected in a single plane perpendicular to said axis of rotation (4). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit premier coefficient de traînée Cxl est grand devant ledit deuxième coefficient de traînée Cx2.  5. Device according to claim 3 or 4, characterized in that said first drag coefficient Cxl is large in front of said second drag coefficient Cx2. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que lesdites au moins première (5) et deuxième (7) aubes sont situées dans un plan unique perpendiculaire à l'axe de rotation (4) de ladite au moins une roue (1).  6. Device according to any one of claims 3 to 5, characterized in that said at least first (5) and second (7) blades are located in a single plane perpendicular to the axis of rotation (4) of said least one wheel (1). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que ladite au moins une roue (1) comporte au moins une troisième (6) et une quatrième (8) aubes identiques aux dites première (5) et deuxième (7) aubes, lesdites au moins troisième et quatrième aubes étant diamétralement opposées, et décalées de 90 autour de l'axe de rotation (4) de la roue, par rapport aux dites première (5) et deuxième (7) aubes respectivement.  7. Device according to any one of claims 3 to 6, characterized in that said at least one wheel (1) comprises at least a third (6) and a fourth (8) blades identical to said first (5) and second (7) blades, said at least third and fourth vanes being diametrically opposed, and offset by 90 about the axis of rotation (4) of the wheel, with respect to said first (5) and second (7) vanes respectively. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdites au moins troisième (6) et quatrième (8) aubes sont situées dans un plan unique perpendiculaire à 15 l'axe de rotation (4).  8. Device according to claim 7, characterized in that said at least third (6) and fourth (8) blades are located in a single plane perpendicular to the axis of rotation (4). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que ladite première (9) face possédant un premier coefficient de traînée Cx 1 adopte une forme concave et ladite deuxième (10) face possédant un deuxième coefficient de traînée Cx2 inférieur à Cxl, opposée à la première face, adopte une forme convexe.  9. Device according to any one of claims 3 to 8, characterized in that said first (9) face having a first drag coefficient Cx 1 adopts a concave shape and said second (10) face having a second drag coefficient Cx2 less than Cxl, opposite to the first face, adopts a convex form. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que les aubes de ladite au moins une roue (1) sont creuses.  10. Device according to any one of claims 3 to 9, characterized in that the blades of said at least one wheel (1) are hollow. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que ledit arbre central (3) comporte une première (11) partie tournante sur laquelle sont fixés lesdits moyens de liaison (20) de la roue à aubes au dit arbre central, et une deuxième (12) partie destinée à être fixée de manière rigide sur un socle (13) solide et fixe, ladite première partie étant montée tournante et à coulissement axial sur ladite deuxième partie.  11. Device according to any one of claims 3 to 10, characterized in that said central shaft (3) comprises a first (11) rotating part on which are fixed said connecting means (20) of the paddle wheel to said central shaft, and a second portion (12) intended to be fixed rigidly on a solid and fixed base (13), said first portion being rotatably mounted and axially sliding on said second portion. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de déplacement axial de ladite première (11) partie de l'arbre central par rapport à 30 ladite deuxième (12) partie de l'arbre central (3).  12. Device according to claim 11, characterized in that it comprises means for axial displacement of said first (11) portion of the central shaft relative to said second (12) portion of the central shaft (3). . 13. Dispositif selon la revendication 12 et la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement axial comportent des moyens d'injection dudit fluide liquide dans les aubes creuses de ladite au moins une roue.  13. Device according to claim 12 and claim 10, characterized in that said axial displacement means comprise means for injecting said liquid fluid into the hollow vanes of said at least one wheel. 14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de déplacement axial comportent un flotteur lié à ladite première (11) partie dudit arbre central (3) et porté par la surface libre dudit fluide liquide dans lequel est placé ladite au moins une roue (1).  14. Device according to claim 12, characterized in that said axial displacement means comprise a float connected to said first portion (11) of said central shaft (3) and carried by the free surface of said liquid fluid in which said at least one a wheel (1). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur d'électricité dont l'axe est entraîné par ladite au moins une 40 roue (1).  15. Device according to any one of claims 3 to 14, characterized in that it comprises an electricity generator whose axis is driven by said at least one wheel (1).
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