FR2978797A1

FR2978797A1 - Turbine e.g. wind turbine for generating electric current used to e.g. power, engine of tricycle, has intake nozzle delimiting main inlet, and deformation unit deforming inlet nozzle so as to modify bypass section of main inlet

Info

Publication number: FR2978797A1
Application number: FR1102397A
Authority: FR
Inventors: Bernard Perriere
Original assignee: Individual
Current assignee: Save Ingenierie SAS
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-02-08
Anticipated expiration: 2031-08-01
Also published as: FR2978797B1

Abstract

The turbine (2) has a pipe (11) to direct motive fluid (8) i.e. gas, from a main inlet (3) of the turbine toward an outlet (4) of the turbine. The pipe has an intake nozzle (16) delimiting the main inlet. A deformation unit deforms an inlet nozzle so as to modify a bypass section of the main inlet. The intake nozzle comprises a main flap (18) to modify the bypass section of the main inlet of the turbine, and an elastic wall element. The pipe delimits an internal cavity (12) designed for creating Venturi effect.

Description

TURBINE GÉNÉRATRICE DE COURANT ÉLECTRIQUE TURBINE GENERATOR OF ELECTRIC CURRENT

Domaine de l'invention La présente invention concerne une turbine génératrice de courant électrique et plus particulièrement une turbine destinée à équiper un véhicule. Field of the Invention The present invention relates to a turbine generating electric current and more particularly to a turbine intended to equip a vehicle.

Exposé de l'art antérieur Il existe de nombreux types de turbine génératrice de courant électrique, parmi lesquels, par exemple, les éoliennes. La fonction principale des turbines de l'art antérieur est de fournir le maximum de puissance électrique à un réseau électrique auquel elles sont connectées. Une turbine peut également être embarquée sur un véhicule afin de fournir du courant électrique. Dans le cas où ce courant électrique est utilisé pour alimenter un moteur apte à faire avancer le véhicule, il est primordial de contrôler la traînée de l'éolienne qui freine le véhicule. L'art antérieur ne pose pas le problème de l'optimisation de la traînée d'une turbine en général, ni de l'optimisation de la traînée d'une turbine en fonction des conditions d'utilisation d'un véhicule sur lequel la turbine est montée. Résumé Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de proposer une turbine optimisée lorsqu'elle est montée sur un véhicule. DISCUSSION OF THE PRIOR ART There are many types of turbine generating electricity, among which, for example, wind turbines. The main function of the turbines of the prior art is to provide the maximum electrical power to an electrical network to which they are connected. A turbine can also be embedded on a vehicle to provide electric power. In the case where this electric current is used to power a motor capable of driving the vehicle, it is essential to control the drag of the wind turbine that brakes the vehicle. The prior art does not pose the problem of optimizing the drag of a turbine in general, nor the optimization of the drag of a turbine depending on the conditions of use of a vehicle on which the turbine is mounted. SUMMARY An object of an embodiment of the present invention is to provide an optimized turbine when mounted on a vehicle.

Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de proposer une turbine dont la traînée dans un fluide peut être contrôlée. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, il est prévu une turbine génératrice de courant électrique qui comporte une canalisation apte à diriger un fluide moteur d'une entrée principale vers une sortie. La canalisation comporte, dans une première partie, une tuyère d'admission qui délimite l'entrée principale. La turbine comporte également des moyens pour déformer la tuyère d'admission de sorte à modifier la section de passage de l'entrée principale. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la tuyère d'admission de la turbine comporte un volet principal apte à modifier la section de passage de l'entrée principale. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la tuyère d'admission comporte un élément de paroi élastique. Another object of an embodiment of the present invention is to provide a turbine whose drag in a fluid can be controlled. To achieve all or part of these objects as well as others, there is provided an electricity generating turbine which includes a pipe adapted to direct a driving fluid from a main entrance to an outlet. The pipe comprises, in a first part, an intake nozzle which delimits the main entrance. The turbine also comprises means for deforming the intake nozzle so as to modify the passage section of the main inlet. According to another embodiment of the present invention, the inlet nozzle of the turbine comprises a main flap adapted to modify the passage section of the main inlet. According to another embodiment of the present invention, the inlet nozzle comprises an elastic wall element.

Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la canalisation délimite une cavité interne conformée pour créer un effet Venturi. La cavité interne comporte successivement, à la suite de la tuyère d'admission, une cavité d'accélération, un col, et une cavité d'éjection. La section transversale de la cavité d'accélération diminue progressivement vers le col, la section du col est sensiblement constante, la section transversale de la cavité d'éjection augmente vers la sortie de la turbine. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la cavité d'accélération comporte, dans une portion proximale du col, une hélice agencée de sorte à être mise en rotation par le fluide moteur. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la turbine comporte en outre un canal secondaire apte à injecter un fluide secondaire dans la cavité interne au niveau de la jonction entre le col et la cavité d'éjection. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, le volet principal est agencé de telle sorte qu'il occulte progressivement une entrée secondaire du canal secondaire lorsqu'il élargit la section de passage de l'entrée principale de la turbine. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, un volet secondaire est apte à occulter l'entrée 10 secondaire du canal secondaire. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, le fluide moteur est un gaz. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la turbine équipe un véhicule. 15 Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif 20 en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1 est une vue schématique d'une turbine montée sur un tricycle, selon un mode de réalisation de la présente invention ; les figures 2A et 2B sont des vues schématiques en 25 coupe d'une turbine, selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 3 est une vue schématique en coupe d'une turbine, selon un autre mode de réalisation de la présente invention ; et 30 la figure 4 est une vue schématique en coupe d'une turbine, selon un autre mode de réalisation de la présente invention. According to another embodiment of the present invention, the pipe delimits an internal cavity shaped to create a Venturi effect. The internal cavity comprises successively, following the inlet nozzle, an acceleration cavity, a neck, and an ejection cavity. The cross section of the acceleration cavity gradually decreases towards the neck, the section of the neck is substantially constant, the cross section of the ejection cavity increases towards the outlet of the turbine. According to another embodiment of the present invention, the acceleration cavity comprises, in a proximal portion of the neck, a helix arranged so as to be rotated by the driving fluid. According to another embodiment of the present invention, the turbine further comprises a secondary channel capable of injecting a secondary fluid into the internal cavity at the junction between the neck and the ejection cavity. According to another embodiment of the present invention, the main flap is arranged such that it progressively obscures a secondary inlet of the secondary channel when it widens the passage section of the main inlet of the turbine. According to another embodiment of the present invention, a secondary flap is capable of concealing the secondary input of the secondary channel. According to another embodiment of the present invention, the driving fluid is a gas. According to another embodiment of the present invention, the turbine equips a vehicle. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS These and other objects, features, and advantages will be set forth in detail in the following description of particular embodiments in a non-limiting manner with reference to the accompanying figures, of which: FIG. schematic of a turbine mounted on a tricycle, according to an embodiment of the present invention; Figs. 2A and 2B are schematic sectional views of a turbine according to an embodiment of the present invention; Figure 3 is a schematic sectional view of a turbine, according to another embodiment of the present invention; and Figure 4 is a schematic sectional view of a turbine according to another embodiment of the present invention.

Description détaillée De même éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures qui ont été tracées sans respect d'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits. Par ailleurs, les notions de "devant", "avant", "derrière", "arrière", "antérieur", "postérieur", "horizontal" etc. s'entendent par rapport à une position de la turbine sur un véhicule sur lequel est susceptible d'être installée l'invention. De plus, dans la description faite ci-dessous, la turbine, prise comme référence, est supposée être fixe dans des fluides en mouvement. La figure 1 est une vue schématique d'une turbine génératrice de courant électrique montée sur un véhicule, par exemple sur un tricycle. Le tricycle 1 comporte une turbine 2, par exemple montée sur un toit et possédant une entrée principale 3 et une sortie 4. L'entrée principale 3 de la turbine 2 est située à l'avant de la turbine 2 et est dirigée vers l'avant du tricycle 1. La sortie 4 de la turbine 2 peut être située à l'arrière de la turbine et être dirigée vers l'arrière du tricycle 1. Le tricycle 1 peut comporter en outre un accumulateur 5 de courant électrique et un moteur 6 apte à faire avancer le tricycle lorsqu'il est alimenté par le courant électrique de l'accumulateur 5 ou de la turbine 2. Lorsque l'utilisateur du tricycle pédale, le tricycle avance, à une vitesse V1, en créant, au niveau de l'avant de la turbine, un vent relatif. La vitesse de ce vent relatif est sensiblement égale et opposée à la vitesse Vi du tricycle lorsque le vent extérieur est négligeable. Il en résulte, en particulier, un fluide incident principal 7 et un fluide moteur 8. Le fluide incident principal 7 s'écoule le long d'une surface externe 9 de la turbine 2. Le fluide moteur 8 pénètre dans la turbine 2 par l'entrée principale 3 et sort de la turbine 2 par la sortie 4. Detailed description Of the same elements have been designated by the same references to the different figures that have been drawn without respect of scale. For the sake of clarity, only the elements useful for understanding the invention have been shown and will be described. In addition, the concepts of "front", "front", "behind", "back", "front", "posterior", "horizontal" etc. refer to a position of the turbine on a vehicle on which the invention may be installed. In addition, in the description below, the turbine, taken as a reference, is supposed to be fixed in moving fluids. Figure 1 is a schematic view of an electricity generating turbine mounted on a vehicle, for example on a tricycle. The tricycle 1 comprises a turbine 2, for example mounted on a roof and having a main inlet 3 and an outlet 4. The main inlet 3 of the turbine 2 is located at the front of the turbine 2 and is directed towards the Before the tricycle 1. The outlet 4 of the turbine 2 may be located at the rear of the turbine and be directed towards the rear of the tricycle 1. The tricycle 1 may further comprise an accumulator 5 of electric current and a motor 6 adapted to advance the tricycle when it is powered by the electric current of the accumulator 5 or the turbine 2. When the user of the tricycle pedal, the tricycle advances, at a speed V1, creating, at the level of before the turbine, a relative wind. The speed of this relative wind is substantially equal to and opposite to the speed Vi of the tricycle when the outside wind is negligible. This results, in particular, a main incident fluid 7 and a driving fluid 8. The main incident fluid 7 flows along an outer surface 9 of the turbine 2. The driving fluid 8 enters the turbine 2 by the main entrance 3 and leaves the turbine 2 by the exit 4.

La turbine 2, traversée par le fluide moteur 8, génère un courant électrique utilisé, par exemple, pour recharger l'accumulateur 5 et/ou pour alimenter le moteur de 6 afin de faire avancer le véhicule 1. Par son action sur le fluide incident principal 7 et sur le fluide moteur 8, la turbine 2 génère une force de frottement F, appelée traînée, qui s'oppose au mouvement du véhicule 1. Il convient de minimiser et de contrôler cette force de frottement. The turbine 2, traversed by the driving fluid 8, generates an electric current used, for example, to recharge the accumulator 5 and / or to supply the engine with 6 in order to advance the vehicle 1. By its action on the incident fluid main 7 and the driving fluid 8, the turbine 2 generates a friction force F, called drag, which opposes the movement of the vehicle 1. It should minimize and control this friction force.

La figure 2A est une vue schématique en coupe de la turbine 2. La turbine 2 comporte une canalisation délimitant une cavité interne 12, et un groupe générateur 13 de courant électrique. La cavité interne 12 est définie autour d'un axe central X. Le groupe générateur 13, est, par exemple, constitué d'une hélice 14 montée à rotation autour d'un arbre et apte à faire tourner un alternateur 15. La canalisation 11 est apte à diriger le fluide moteur 8 de l'entrée principale 3 de la turbine 2 vers la sortie 4 de la turbine 2. La canalisation 11 comporte, dans une première partie, une tuyère d'admission 16 qui délimite l'entrée principale 3. La turbine 2 comporte des moyens pour déformer la tuyère d'admission 16 de sorte à modifier la section de passage de l'entrée principale 3. En d'autres termes, la tuyère d'admission 16 définit, par sa partie antérieure, un bord d'attaque et l'entrée principale 3 de la turbine 2 et, en particulier, la section de passage de cette entrée principale 3. La tuyère d'admission 16 entoure une cavité d'admission 21. La cavité interne 12 est conformée pour créer un effet Venturi, et comporte successivement, à la suite de la tuyère d'admission 16, une cavité d'accélération 22, un col 23, et une cavité d'éjection 24. La section transversale de la cavité d'accélération 22 diminue progressivement vers le col 23. La section du col 23 est sensiblement constante. La section transversale de la cavité d'éjection 24 augmente vers la sortie 4 de la turbine 2. L'hélice 14 est, par exemple, montée transversalement à l'arrière de la cavité d'accélération et est, de préférence, proche du col 23. L'hélice 14 est agencée de façon à être mise en rotation par le fluide moteur 8. De manière générale, la tuyère d'admission 16 est déformable de façon à modifier la section de passage de l'entrée principale 3. Avantageusement cette déformation peut être mise en oeuvre par tout type de moyens aptes à déformer la tuyère d'amission. Par exemple, la tuyère d'admission 16 peut comporter un volet principal 18 mobile autour d'un axe de rotation Y orthogonal à l'axe central X de la turbine 2. Avantageusement le volet principal 18 peut être plat et de forme sensiblement rectangulaire. Un premier côté 19 du volet principal 18 forme alors une partie du bord d'attaque avant de la turbine 2. Un deuxième côté 20 du volet principal 18, opposé au premier côté, est relié à la canalisation 11, par exemple au moyen d'une charnière montée à rotation autour de l'axe de rotation Y. La figure 2A représente la turbine avec le volet principal 18 en position fermée. Dans cette position fermée, ledit premier côté 19 du volet principal 18 est proximal de l'axe central X. Autrement dit la section de passage de l'entrée principale 3 est minimale. Le débit du fluide moteur 8 est réduit par l'exiguïté de la section de passage de l'entrée principale 3. Par effet de la diminution progressive de la section transversale de la cavité d'accélération 22, le fluide moteur 8 est accéléré avant d'agir, de façon plus efficace, sur l'hélice 14 du groupe générateur 13 de courant électrique. Dans l'exemple décrit en relation avec la figure 2A, la vitesse du fluide moteur 8 reste modérée. En effet la chambre d'accélération 22 est en partie occultée, vis à vis du fluide moteur 8, par la présence du volet principal 18 en position fermée. L'écoulement du fluide moteur 8 dans la cavité interne 12 est laminaire car sa vitesse est inférieure à une vitesse critique du fluide. Par vitesse critique du fluide, on entend une vitesse au-delà de laquelle le régime d'écoulement du fluide devient turbulent (selon l'expérience de Reynolds). Un écoulement laminaire consomme moins d'énergie par frottements qu'un écoulement turbulent et, en conséquence, l'écoulement laminaire du fluide moteur 8 dans la cavité 12 de la turbine 2 n'est pas une source, importante, supplémentaire de traînée F. D'autre part, dans le cas décrit en relation avec la figure 2A, le fluide incident principal 7 épouse facilement la surface externe 9 de la turbine 2. La forme profilée générée par la position fermée du volet principal 18 du bord d'attaque de la turbine 2 favorise l'écoulement laminaire sans décollement des filets de fluide incident principal 7 sur la surface externe 9 de la turbine 2. En conclusion, dans la configuration de volet principal 18 fermé, les composantes de la traînée générées par l'écoulement laminaire du fluide incident principal 7 sur la surface externe 9 de la turbine 2 et par l'écoulement laminaire du fluide moteur 8 dans la cavité interne 12 sont réduites au minimum. Le débit de l'écoulement du fluide moteur 8 est limité et, en conséquence, la composante de la traînée F relative à l'interaction entre le fluide moteur 8 et l'hélice 14 est minimale. Le freinage du véhicule 1 par la traînée F de la turbine 2 est minimisé. La figure 2B représente la turbine de la figure 2A, le volet principal 18 étant en position ouverte. Hormis la position et l'effet du volet principal 18 de la turbine 2, la figure 2B est en tout point similaire à la figure 2A et ne sera pas de nouveau décrite. Dans la position ouverte du volet principal 18, ledit premier côté 19 du volet principal 18, est distal de l'axe central X, autrement dit la section de passage de l'entrée principale 3 est maximale. Le débit du fluide moteur 8 capté par l'entrée principale 3 est maximum. Par exemple, dans cette position ouverte, la cavité d'admission 21, de la tuyère d'admission 16, est évasée vers l'avant de la turbine 2. Le profil de la cavité d'admission 21, ainsi déformée, s'inscrit dans la continuité du profil de la cavité d'accélération 22 et participe activement à l'accélération du fluide moteur 8 jusqu'à l'hélice 14. Dans cette configuration ouverte du volet principal 18, un important débit du fluide moteur 8 est associé à une grande vitesse de ce fluide moteur 8 au niveau de l'hélice 14. La production de courant électrique par la turbine 2, est maximisée. Cependant l'action, de cet important flux du fluide moteur 8, sur l'hélice 14 engendre une traînée importante de la turbine 2. Dans le col 23 de la turbine 2, la pression du fluide moteur 8 est très faible par l'effet Venturi accentué à la fois par la vitesse et le débit du fluide moteur 8 et à la fois par le profil de la cavité d'admission 21. Dans le cas où le fluide moteur 8 est un liquide, un phénomène de cavitation peut se produire localement dans des régions de cavitation 30 situées préférentiellement dans le col 23 de la turbine 2 et en particulier dans une région située derrière l'hélice 14 en rotation. Le phénomène de cavitation correspond à la vaporisation locale du liquide soumis à une faible pression générée soit par l'effet Venturi soit par la rotation, à grande vitesse, de l'hélice 14. Ce phénomène est destructeur pour l'hélice ou la turbine. Il correspond également à une forte perte d'énergie qui se traduit, dans le cas de la présente invention, par une augmentation de la composante de la traînée F générée par le fluide moteur 8. La détection du phénomène de cavitation (par exemple par mesure du niveau sonore de la turbine 2) permet d'ajuster le fonctionnement de la turbine 2 à la limite de la cavitation en fermant, plus ou moins, le volet principal 18, afin d'obtenir le maximum de courant électrique généré pour une traînée optimale. D'autre part, dans le cas d'un fluide moteur 8 liquide ou gazeux, la vitesse du fluide moteur 8 peut devenir très élevée dans la cavité interne 12 de la turbine 2. Lorsque la vitesse du fluide moteur 8 dépasse la vitesse critique, le régime de l'écoulement du fluide moteur 8 devient turbulent. Ce régime turbulent se déclenche dans des régions de turbulences 31 situées préférentiellement dans la cavité d'éjection 24. En effet le régime d'écoulement turbulent est favorisé d'une part par l'augmentation de la pression du fluide moteur 8 et d'autre part par le décollement de la veine du fluide moteur 8 des parois internes 32 de la cavité d'éjection 24. La consommation d'énergie, par frottements, en régime turbulent est importante, et se traduit par une augmentation de la composante de la traînée F générée par le fluide moteur 8. La détection de l'apparition d'un régime d'écoulement turbulent (par exemple par des mesures de pression dans la cavité d'éjection) permet d'ajuster le fonctionnement de la turbine 2 à la limite du régime de turbulence, afin d'obtenir le maximum de courant électrique généré pour une traînée optimale. En conclusion le contrôle et l'ajustement en continu de l'ouverture du volet principal 18 permet, à tout instant, d'optimiser le comportement de la turbine soit pour obtenir un courant électrique généré maximum, soit pour optimiser le compromis entre le courant électrique généré et la traînée F de la turbine 2 ralentissant le véhicule 1 sur lequel la turbine 2 est montée. Figure 2A is a schematic sectional view of the turbine 2. The turbine 2 comprises a pipe defining an internal cavity 12, and a generator group 13 of electric current. The internal cavity 12 is defined around a central axis X. The generator group 13, for example, consists of a propeller 14 rotatably mounted around a shaft and adapted to rotate an alternator 15. The pipe 11 is capable of directing the driving fluid 8 from the main inlet 3 of the turbine 2 to the outlet 4 of the turbine 2. The pipe 11 comprises, in a first part, an inlet nozzle 16 which delimits the main inlet 3 The turbine 2 comprises means for deforming the intake nozzle 16 so as to modify the passage section of the main inlet 3. In other words, the inlet nozzle 16 defines, by its front part, a leading edge and the main inlet 3 of the turbine 2 and, in particular, the passage section of this main inlet 3. The inlet nozzle 16 surrounds an intake cavity 21. The internal cavity 12 is shaped to create a Venturi effect, and comprises successively, following of the intake nozzle 16, an acceleration cavity 22, a neck 23, and an ejection cavity 24. The cross section of the acceleration cavity 22 progressively decreases towards the neck 23. The section of the neck 23 is substantially constant. The cross section of the ejection cavity 24 increases toward the outlet 4 of the turbine 2. The propeller 14 is, for example, mounted transversely to the rear of the acceleration cavity and is preferably close to the neck 23. The propeller 14 is arranged to be rotated by the driving fluid 8. In general, the inlet nozzle 16 is deformable so as to modify the passage section of the main inlet 3. Advantageously this deformation can be implemented by any type of means adapted to deform the nozzle of amission. For example, the inlet nozzle 16 may comprise a main flap 18 movable about an axis of rotation Y orthogonal to the central axis X of the turbine 2. Advantageously, the main flap 18 may be flat and of substantially rectangular shape. A first side 19 of the main flap 18 then forms part of the leading edge of the turbine 2. A second side 20 of the main flap 18, opposite the first side, is connected to the pipe 11, for example by means of a hinge rotatably mounted about the axis of rotation Y. Figure 2A shows the turbine with the main flap 18 in the closed position. In this closed position, said first side 19 of the main flap 18 is proximal to the central axis X. In other words, the passage section of the main entrance 3 is minimal. The flow rate of the driving fluid 8 is reduced by the smallness of the passage section of the main inlet 3. As a result of the gradual decrease in the cross section of the acceleration cavity 22, the driving fluid 8 is accelerated before act more effectively on the propeller 14 of the generator group 13 of electric current. In the example described with reference to FIG. 2A, the speed of the working fluid 8 remains moderate. Indeed the acceleration chamber 22 is partially obscured, with respect to the driving fluid 8, by the presence of the main flap 18 in the closed position. The flow of the working fluid 8 in the internal cavity 12 is laminar because its speed is less than a critical speed of the fluid. Critical fluid velocity means a velocity beyond which the fluid flow regime becomes turbulent (according to the Reynolds experiment). A laminar flow consumes less frictional energy than a turbulent flow and, therefore, the laminar flow of the driving fluid 8 in the cavity 12 of the turbine 2 is not an important additional source of drag F. On the other hand, in the case described with reference to FIG. 2A, the main incident fluid 7 easily marries the external surface 9 of the turbine 2. The profiled shape generated by the closed position of the main flap 18 of the leading edge of the turbine 2 favors the laminar flow without detachment of the main incident fluid threads 7 on the outer surface 9 of the turbine 2. In conclusion, in the closed principal shutter configuration 18, the drag components generated by the laminar flow the main incident fluid 7 on the outer surface 9 of the turbine 2 and the laminar flow of the driving fluid 8 in the internal cavity 12 are minimized. The flow rate of the flow of the driving fluid 8 is limited and, consequently, the component of the drag F relating to the interaction between the driving fluid 8 and the propeller 14 is minimal. The braking of the vehicle 1 by the drag F of the turbine 2 is minimized. Figure 2B shows the turbine of Figure 2A, the main flap 18 being in the open position. Apart from the position and the effect of the main flap 18 of the turbine 2, FIG. 2B is in all respects similar to FIG. 2A and will not be described again. In the open position of the main flap 18, said first side 19 of the main flap 18 is distal to the central axis X, in other words the passage section of the main entrance 3 is maximum. The flow of the motor fluid 8 captured by the main inlet 3 is maximum. For example, in this open position, the inlet cavity 21 of the inlet nozzle 16 is flared towards the front of the turbine 2. The profile of the inlet cavity 21, thus deformed, is in the continuity of the profile of the acceleration cavity 22 and actively participates in the acceleration of the driving fluid 8 to the propeller 14. In this open configuration of the main flap 18, a large flow of the driving fluid 8 is associated with a high speed of the driving fluid 8 at the propeller 14. The production of electric current by the turbine 2 is maximized. However, the action of this important flow of the driving fluid 8 on the propeller 14 generates a significant drag of the turbine 2. In the neck 23 of the turbine 2, the pressure of the driving fluid 8 is very low by the effect Venturi accentuated by both the speed and the flow of the driving fluid 8 and both by the profile of the intake cavity 21. In the case where the driving fluid 8 is a liquid, a cavitation phenomenon can occur locally in cavitation regions 30 preferably located in the neck 23 of the turbine 2 and in particular in a region behind the rotating propeller 14. The cavitation phenomenon corresponds to the local vaporization of the liquid subjected to a low pressure generated either by the Venturi effect or by the rotation, at high speed, of the propeller 14. This phenomenon is destructive for the propeller or the turbine. It also corresponds to a strong loss of energy which is reflected, in the case of the present invention, by an increase in the drag component F generated by the driving fluid 8. The detection of the cavitation phenomenon (for example by measuring the sound level of the turbine 2) makes it possible to adjust the operation of the turbine 2 to the limit of the cavitation by closing, more or less, the main flap 18, in order to obtain the maximum of electric current generated for an optimal drag . On the other hand, in the case of a liquid or gaseous working fluid 8, the speed of the driving fluid 8 can become very high in the internal cavity 12 of the turbine 2. When the speed of the driving fluid 8 exceeds the critical speed, the regime of the flow of the working fluid 8 becomes turbulent. This turbulent regime is triggered in turbulence regions 31 preferably located in the ejection cavity 24. In fact, the turbulent flow regime is favored on the one hand by the increase in the pressure of the driving fluid 8 and on the other hand by the separation of the vein of the driving fluid 8 from the internal walls 32 of the ejection cavity 24. The energy consumption, by friction, in turbulent regime is important, and results in an increase in the component of the drag F generated by the driving fluid 8. The detection of the occurrence of a turbulent flow regime (for example by pressure measurements in the ejection cavity) makes it possible to adjust the operation of the turbine 2 to the limit the turbulence regime, in order to obtain the maximum electrical current generated for optimal drag. In conclusion, the continuous control and adjustment of the opening of the main flap 18 makes it possible, at any moment, to optimize the behavior of the turbine either to obtain a maximum generated electric current or to optimize the compromise between the electric current. generated and the drag F of the turbine 2 slowing the vehicle 1 on which the turbine 2 is mounted.

La figure 3 est une vue schématique en coupe de turbine 2 selon un autre mode de réalisation de la présente invention. La turbine 2 de la figure 3 comporte, tous les éléments de la turbine 2 décrite en relation avec les figures 2A et 2B. Ces éléments ne seront pas décrits de nouveau en relation avec la figure 3. La canalisation 11 de la turbine 2 comporte en outre un canal secondaire 40 comportant une entrée secondaire 41 et une buse d'injection 42. L'entrée secondaire 41 du canal secondaire 40 est située, par exemple, à l'avant de la turbine 2 de telle façon que, par exemple, le volet principal 18 puisse occulter, en partie, l'entrée secondaire 41 lorsque ledit volet principal 18 est ouvert au maximum. En d'autres termes, le volet principal 18 est agencé de telle sorte qu'il occulte progressivement une entrée secondaire 41 du canal secondaire 40 lorsqu'il élargit la section de passage de l'entrée principale 3 de la turbine 2. Le canal secondaire 40 est apte à injecter un fluide secondaire 43, par la buse d'injection 42, dans la cavité interne 12, au niveau de la jonction entre le col 23 et la cavité d'éjection 24. Cette injection de fluide secondaire 43 a pour premier effet d'augmenter la pression à la sortie du col 23. Il en résulte un risque moindre de cavitation à l'arrière de l'hélice 14. Cependant l'augmentation de la pression à l'arrière de l'hélice 14 limite l'efficacité de la turbine 2, ce qui se traduit par une moindre production de courant électrique par la turbine 2. L'injection de fluide secondaire 43 dans la région de transition entre le col 23 et la cavité d'éjection 24 a un deuxième effet : les filets de fluide moteur 8 restent plaqués contre la paroi interne 32 de la cavité d'éjection 24. Il résulte de ces deux effets un risque plus faible d'obtenir un régime d'écoulement turbulent dans la cavité d'éjection 24. Figure 3 is a schematic sectional view of turbine 2 according to another embodiment of the present invention. The turbine 2 of Figure 3 comprises all the elements of the turbine 2 described in relation to Figures 2A and 2B. These elements will not be described again in relation to FIG. 3. The duct 11 of the turbine 2 further comprises a secondary channel 40 comprising a secondary inlet 41 and an injection nozzle 42. The secondary inlet 41 of the secondary channel 40 is located, for example, at the front of the turbine 2 so that, for example, the main flap 18 can partially obscure the secondary inlet 41 when said main flap 18 is open to the maximum. In other words, the main flap 18 is arranged in such a way that it progressively obscures a secondary inlet 41 of the secondary channel 40 when it widens the passage section of the main inlet 3 of the turbine 2. The secondary channel 40 is able to inject a secondary fluid 43, through the injection nozzle 42, into the internal cavity 12, at the junction between the neck 23 and the ejection cavity 24. This secondary fluid injection 43 has for first the effect of increasing the pressure at the exit of the neck 23. This results in a lower risk of cavitation at the rear of the propeller 14. However, the increase in the pressure at the rear of the propeller 14 limits the efficiency of the turbine 2, which results in a lower production of electric current by the turbine 2. The secondary fluid injection 43 in the transition region between the neck 23 and the ejection cavity 24 has a second effect: the threads of the engine fluid 8 remain pressed against the internal wall 32 of the ejection cavity 24. It results from these two effects a lower risk of obtaining a turbulent flow regime in the ejection cavity 24.

La position du volet principal 18 mobile à rotation autour de l'axe Y, représenté par la figure 3, peut être réglée entre la position fermée décrite en relation avec la figure 2A et la position ouverte décrite en relation avec la figure 2B. Le volet principal 18, est représenté, par la figure 3, en position intermédiaire et sensiblement horizontale. En position fermée le volet principal 18 découvre l'entrée secondaire 41 et draine une partie d'un fluide incident dans le canal secondaire 40. L'injection du fluide secondaire 43, par la buse d'injection 42, est maximal, le débit du fluide moteur 8 est faible et laminaire, la traînée F est minimale, la production de courant électrique est minimale. Au fur et à mesure que le volet principal 18 s'ouvre, le débit du fluide moteur 8 augmente. L'effet Venturi, créé notamment par l'accélération du fluide moteur 8 dans la tuyère d'admission 16, augmente. L'injection du fluide secondaire 43 diminue car l'entrée secondaire 41 est progressivement occultée par le volet principal 18, la dépression à l'arrière de l'hélice 14 devient maximale. La production de courant électrique par la turbine 2 augmente et devient maximale, la traînée F augmente. The position of the main flap 18 rotatable about the Y axis, shown in Figure 3, can be adjusted between the closed position described in relation to Figure 2A and the open position described in relation to Figure 2B. The main flap 18, is shown in Figure 3, in the intermediate position and substantially horizontal. In the closed position the main flap 18 discovers the secondary inlet 41 and drains a portion of a fluid incident in the secondary channel 40. The injection of the secondary fluid 43, through the injection nozzle 42, is maximum, the flow rate of the motor fluid 8 is weak and laminar, the drag F is minimal, the production of electric current is minimal. As the main flap 18 opens, the flow of the working fluid 8 increases. The Venturi effect, created in particular by the acceleration of the driving fluid 8 in the intake nozzle 16, increases. The injection of the secondary fluid 43 decreases because the secondary inlet 41 is gradually obscured by the main flap 18, the depression at the rear of the propeller 14 becomes maximum. The production of electric current by the turbine 2 increases and becomes maximum, the drag F increases.

En résumé, pour le mode de réalisation présenté par la figure 3, le réglage de l'ouverture du volet principal 18 permet, comme dans le cas décrit en relation avec les figures 2A et 2B, d'ajuster le compromis entre la production de courant électrique et la traînée générée par la turbine. La figure 4 est une vue schématique en coupe de turbine 2 selon un autre mode de réalisation de la présente invention. La turbine 2 de la figure 4 comporte, tous les éléments de la turbine 2 décrite en relation avec la figure 3 qui ne seront pas de nouveau décrits. Un volet secondaire 45, par exemple sensiblement parallèle au volet principal 18, et situé sur le côté opposé du canal secondaire par rapport au volet principal 18, permet de contrôler séparément le niveau d'injection du fluide secondaire 43 par la buse d'injection 42. D'autre part lorsque ledit premier côté 19 du volet principal 18 et un bord avant 46 du volet secondaire 45 se rejoignent, on retrouve la configuration de la turbine 2 des figures 2A et 2B précédemment décrites : le canal secondaire 40 est occulté quelle que soit la position du volet principal 18 et le bord d'attaque de la turbine 2 est profilé pour ne pas générer une traînée supplémentaire à ce niveau. Dans le mode de réalisation de la présente invention décrit en relation avec la figure 4, le volet principal 18 et le volet secondaire 45 collaborent afin de régler le point de fonctionnement de la turbine en ajustant le compromis entre la traînée et la production d'électricité. D'autre part, le volet principal 18 et le volet secondaire 45 peuvent également collaborer pour optimiser la forme du bord d'attaque de la turbine 2 afin de minimiser la traînée générée par ce bord d'attaque. Il est également possible de rendre entièrement indépendantes l'entrée principale 3 et l'entrée secondaire 41, chacune de ces entrées devenant séparément assujetties respectivement au volet principal 18 et au volet secondaire 45.35 Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, il n'est pas nécessaire que la turbine selon la présente invention soit montée sur un véhicule, les types de véhicules terrestres ou aquatiques sur lesquels la turbine, selon l'invention, est susceptible d'être utilisée ne sont pas limités. Les fluides faisant fonctionner la turbine peuvent être liquides ou gazeux, sans limitation particulière quant à leur nature, température ou pression. La forme de la section de la cavité interne ou de l'extérieur de la turbine peut être quelconque, la sortie de la turbine n'est pas obligatoirement dans l'alignement de l'entrée principale et la cavité interne n'est pas obligatoirement rectiligne. Les moyens utilisables pour déformer la tuyère d'admission ne sont pas limitées. En particulier le nombre et la forme des volets principaux sont quelconques. Ces volets peuvent, par exemple, épouser une forme sphérique et s'ouvrir en corolle. Les volets peuvent être motorisés et contrôlés par un circuit électronique gérant le fonctionnement de la turbine. Les volets peuvent être actionnés par un moyen hydraulique ou mécanique ou se régler par le seul effet de la pression exercée par le vent relatif à l'entrée de la turbine. Plusieurs volets peuvent être reliés entre eux par des joints élastiques pour assurer une étanchéité latérale à la tuyère d'admission. La tuyère d'admission peut comporter un élément de paroi élastique et avantageusement être formée dans un matériau élastique entourant un squelette, modifiable, lui imposant des formes variables. La tuyère d'admission peut également être réalisée à partir d'une structure gonflable configurée pour modifier la section de passage de l'entrée principale, en fonction de la pression interne de la structure gonflable. Le rôle premier d'une turbine génératrice, est de transformer l'énergie cinétique d'un fluide incident en énergie mécanique. Aussi l'alternateur n'est pas, en lui même, un moyen indispensable. Dans le cas où un générateur de courant électrique est utilisé, alors tous les types de générateurs sont utilisables. Une hélice a été proposée pour transformer l'énergie cinétique du fluide en énergie mécanique, mais tout autre moyen connu, comportant notamment des pales, est utilisable. Les matériaux utilisés pour réaliser la turbine sont choisis en fonction de leurs propriétés mécaniques ou électriques, il n'y a pas d'autre contrainte particulière. La canalisation principale et la tuyère d'admission peuvent, notamment, être réalisées en matériaux composites. Les dimensions des différents éléments des turbines présentées sont dictées par l'utilisation de la turbine, en particulier par le type de véhicule susceptible d'embarquer la turbine. Par exemple, l'entrée de la cavité peut être circulaire avec un diamètre compris entre un centimètre et un mètre, mais il sera de préférence compris entre 2 et 20 centimètres. La tuyère d'admission peut, par exemple, multiplier par quatre la surface de la section maximale de la chambre d'accélération ou bien réduire cette surface par le même facteur. L'homme du métier saura calculer la géométrie de la turbine et en particulier mener des essais en soufflerie afin de déterminer la géométrie précise des différents éléments constitutifs de la turbine. En effet en mécanique des fluides les essais sur une maquette sont habituellement utilisés pour fixer les dimensions finales de l'objet à mettre au point. In summary, for the embodiment shown in FIG. 3, the adjustment of the opening of the main shutter 18 makes it possible, as in the case described with reference to FIGS. 2A and 2B, to adjust the compromise between the power generation. electric and the drag generated by the turbine. Figure 4 is a schematic sectional view of turbine 2 according to another embodiment of the present invention. The turbine 2 of Figure 4 comprises all the elements of the turbine 2 described in relation to Figure 3 which will not be described again. A secondary flap 45, for example substantially parallel to the main flap 18, and located on the opposite side of the secondary channel relative to the main flap 18, makes it possible to separately control the level of injection of the secondary fluid 43 by the injection nozzle 42 On the other hand, when said first side 19 of the main flap 18 and a front edge 46 of the secondary flap 45 meet, we find the configuration of the turbine 2 of Figures 2A and 2B previously described: the secondary channel 40 is obscured whatever the position of the main flap 18 and the leading edge of the turbine 2 is profiled not to generate additional drag at this level. In the embodiment of the present invention described in connection with FIG. 4, the main flap 18 and the secondary flap 45 collaborate in order to adjust the operating point of the turbine by adjusting the compromise between the drag and the power generation. . On the other hand, the main flap 18 and the secondary flap 45 can also collaborate to optimize the shape of the leading edge of the turbine 2 in order to minimize the drag generated by this leading edge. It is also possible to make fully independent the main entrance 3 and the secondary entrance 41, each of these entries becoming separately secured respectively to the main flap 18 and the secondary flap 45.35 Particular embodiments of the present invention have been described. Various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. In particular, it is not necessary that the turbine according to the present invention is mounted on a vehicle, the types of land or water vehicles on which the turbine according to the invention is likely to be used are not limited. The fluids operating the turbine may be liquid or gaseous, without particular limitation as to their nature, temperature or pressure. The shape of the section of the internal cavity or the outside of the turbine may be arbitrary, the outlet of the turbine is not necessarily in alignment with the main inlet and the internal cavity is not necessarily rectilinear . The means used to deform the inlet nozzle are not limited. In particular, the number and shape of the main flaps are arbitrary. These flaps can, for example, marry a spherical shape and open in corolla. The shutters can be motorized and controlled by an electronic circuit managing the operation of the turbine. The flaps can be actuated by hydraulic or mechanical means or be adjusted by the effect of the pressure exerted by the relative wind at the inlet of the turbine. Several flaps can be interconnected by elastic joints to provide lateral sealing at the inlet nozzle. The intake nozzle may comprise an elastic wall element and advantageously be formed in an elastic material surrounding a skeleton, modifiable, imposing variable forms. The inlet nozzle may also be made from an inflatable structure configured to modify the passage section of the main inlet, depending on the internal pressure of the inflatable structure. The primary role of a generator turbine is to transform the kinetic energy of an incident fluid into mechanical energy. Also the alternator is not, in itself, an indispensable means. In the case where an electric power generator is used, then all types of generators are usable. A propeller has been proposed to convert the kinetic energy of the fluid into mechanical energy, but any other known means, including blades, is usable. The materials used to make the turbine are chosen according to their mechanical or electrical properties, there is no other particular constraint. The main pipe and the inlet nozzle may, in particular, be made of composite materials. The dimensions of the different elements of the turbines presented are dictated by the use of the turbine, in particular by the type of vehicle likely to embark the turbine. For example, the entrance of the cavity may be circular with a diameter of between one centimeter and one meter, but it will preferably be between 2 and 20 centimeters. The inlet nozzle may, for example, quadruple the area of the maximum section of the acceleration chamber or reduce this area by the same factor. Those skilled in the art will be able to calculate the geometry of the turbine and in particular conduct wind tunnel tests in order to determine the precise geometry of the different constituent elements of the turbine. Indeed in fluid mechanics tests on a model are usually used to set the final dimensions of the object to be developed.

Divers modes de réalisation avec diverses variantes ont été décrits ci-dessus. On notera que l'homme de l'art pourra combiner divers éléments de ces divers modes de réalisation et variantes. Various embodiments with various variants have been described above. It will be appreciated that those skilled in the art can combine various elements of these various embodiments and variants.

Claims

REVENDICATIONS1. Turbine (2) generating electric current comprising a pipe (11) capable of directing a driving fluid (8) from a main inlet (3) of the turbine (2) to an outlet (4) of the turbine (2), the pipe (11) comprising, in a first part, an inlet nozzle (16) delimiting the main inlet (3), said turbine (2) comprising means for deforming the inlet nozzle (16) so as to change the passage section of the main entrance (3).

2. Turbine (2) according to claim 1, wherein the inlet nozzle (16) comprises a main flap (18) adapted to modify the passage section of the main inlet (3) of the turbine (2).

3. Turbine (2) according to one of claims 1 or 2, wherein the inlet nozzle (16) comprises an elastic wall element.

4. Turbine (2) according to one of the preceding claims, wherein the pipe (11) defines an internal cavity (12) shaped to create a Venturi effect, said inner cavity 12 comprising successively, after 20 of the nozzle of an inlet (16), an acceleration cavity (22), a neck (23), and an ejection cavity (24), the cross-section of the acceleration cavity (22) gradually decreasing towards the neck (23). ), the section of the neck (23) being substantially constant, the cross section of the ejection cavity (24) increasing towards the outlet (4) of the turbine (2).

5. Turbine (2) according to claim 4, wherein the acceleration cavity (22) comprises, in a proximal portion of the neck (23), a propeller (14) arranged to be rotated by the working fluid. (8). 30

6. Turbine (2) according to one of claims 4 or 5, further comprising a secondary channel (40) adapted to inject a secondary fluid (43) in the internal cavity (12) at the junction between the neck ( 23) and the ejection cavity (24).

7. Turbine (2) according to claim 6 in connection with claim 2, wherein said main flap (18) is arranged so that it progressively obscures a secondary inlet (41) of the secondary channel (40) when it widens said passage section of the main inlet (3) of the turbine (2).

8. Turbine (2) according to claim 6 in connection with claim 2, wherein a secondary flap (45) is adapted to obscure the secondary input (41) of the secondary channel (40).

The turbine (2) according to any one of the preceding claims, wherein said driving fluid (8) is a gas.

10. Vehicle (1) equipped with a turbine (2) according to any one of the preceding claims.