FR3022595A1 - HYDROLIENNE COMPRISING BLADES ASSOCIATED WITH A SQUEAKER FOR THE CLEANING OF THEIR SURFACES. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne une hydrolienne comportant une pluralité de pâles longiformes centrées autour d'un axe horizontal. L'hydrolienne est immergée dans un milieu aquatique animé par un courant marin qui provoque la rotation desdites pâles et dudit axe. Chaque pâle est associée à un racloir exerçant un contact sur la surface de la pâle associé et se déplaçant alternativement d'une extrémité de la pâle vers l'autre extrémité. Le déplacement du racloir s'effectue dans une direction sensiblement verticale, et est provoqué par une force s'exerçant sur le racloir qui est extérieure à l'hydrolienne. Ainsi, il est possible d'assurer un nettoyage permanent des pâles de l'hydrolienne sans intervenir manuellement sur l'équipement et sans utiliser de moyens complexes et/ou couteux pour effectuer ce travail.The present invention relates to a tidal turbine having a plurality of longiform blades centered around a horizontal axis. The tidal turbine is immersed in an aquatic environment animated by a marine current which causes the rotation of said blades and said axis. Each pale is associated with a scraper exerting a contact on the surface of the associated pale and moving alternately from one end of the pale to the other end. The displacement of the scraper is in a substantially vertical direction, and is caused by a force exerted on the scraper which is external to the tidal turbine. Thus, it is possible to ensure permanent cleaning of the blades of the tidal turbine without manually intervening on the equipment and without using complex and / or expensive means to perform this work.
Description
1 Hydrolienne comportant des pâles associées à un racloir pour le nettoyage de leurs surfaces. 1. Domaine de l'invention L'invention concerne la conception et la fabrication d'une hydrolienne destiné à être immergé dans des eaux chargées en particules. Plus précisément, l'invention concerne un appareil de nettoyage de pâles d'hydrolienne permettant d'enlever des éléments s'accrochant sur les pâles. 2. Art antérieur De nos jours, de nombreux dispositifs utilisant des énergies renouvelables produisent de l'énergie électrique tels que des panneaux photovoltaïques convertissant le rayonnement solaire en courant électrique, des éoliennes transformant l'énergie cinétique du vent en énergie électrique, des hydroliennes utilisant les courants marins comme source d'énergie cinétique. Les hydroliennes peuvent être placées en surface, et de préférence au fond de l'eau pour ne pas gêner la circulation, à des emplacements où le flux marins générés par les vagues ou les courants est le plus important. Dans certains océans, l'eau est fortement chargée en particules et notamment avec des algues. Des organismes vivants se déplacent au gré des courants et se fixant sur les roches se développent en absorbant leur nourriture dans l'eau. Des grilles empêchent les objets et organismes d'une taille minimale de heurter les éléments mobiles et notamment les pâles. Mais, en dessous d'une certaine taille, les organismes peuvent entrer en contact avec les pâles et les abimer.1 Hydrolienne with blades associated with a scraper for the cleaning of their surfaces. 1. Field of the Invention The invention relates to the design and manufacture of a tidal turbine intended to be immersed in particulate laden waters. More specifically, the invention relates to a tidal turbine cleaning apparatus for removing elements clinging to the blades. 2. PRIOR ART Many devices using renewable energies today produce electrical energy such as photovoltaic panels converting solar radiation into electric current, wind turbines transforming the kinetic energy of wind into electrical energy, turbines using marine currents as a source of kinetic energy. Tidal turbines can be placed on the surface, and preferably at the bottom of the water so as not to impede traffic, at locations where the marine flux generated by waves or currents is the most important. In some oceans, the water is highly charged with particles and especially with algae. Living organisms move with the currents and settling on the rocks develop by absorbing their food in the water. Grids prevent objects and organisms of a minimum size to hit the moving elements including pale. But, below a certain size, organisms can come into contact with the pale and damage them.
Pour éviter les contacts, la grille de protection peut disposer d'un maillage fin. Cependant, au bout d'un certain temps, les algues s'accumulent sur la grille et finissent par détourner le flux du courant vers les cotés de l'hydrolienne. Dans ce cas, détecté par exemple par une perte d'efficacité de l'équipement, il est nécessaire de procéder au nettoyage. Celui peut s'effectuer à l'occasion d'une maintenance de l'appareil par des plongeurs sous-marins. Les techniciens descendent sur l'éolienne et démonte la grille pour la nettoyer ainsi que les 3022595 2 surfaces de pâles. Cette opération est dangereuse pour le personnel et très couteuses. D'autres solutions permettent de remonter l'hydrolienne à la surface à l'aide d'un flotteur et, une fois la maintenance effectuée de la faire redescendre à la même position sous l'eau. Mais ces équipements augmentent considérablement 5 le prix et entraînent d'avoir un élément flottant à la surface, ce qui nuit à la navigation. Des solutions existent pour automatiser le nettoyage des grilles au moins. Le brevet FR2948423, publié le 28 Janvier 2011 décrit une hydrolienne posée au fond de l'eau dotée d'un axe horizontal supportant les pâles. La chambre 10 contenant les pâles est protégée par des grilles pour les protéger des objets encombrants flottants qui pourraient s'y accumuler spécialement en rivière, et des mammifères marins. Des scarificateurs nettoient les grilles des objets s'accumulant dessus et les renvoient en arrière par rapport au courant. Ce dispositif ne permet pas de nettoyer les éléments à l'intérieur, de sorte 15 que de petits animaux peuvent passer les grilles et se fixant sur les pâles, croître en taille. Au bout d'un certain temps, leurs poids déséquilibrent le rotor et diminue l'efficacité de l'hydrolienne et provoque un vieillissement accéléré. 3. Objectifs de l'invention 20 L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer une hydrolienne ayant un dispositif simple, performant et peu coûteux de nettoyage de pâles. 25 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet une hydrolienne comportant une pluralité de pâles longiformes centrées autour d'un axe horizontal, destinée à être immergée dans un milieu aquatique animé par un courant marin. Le courant marin provoque 30 la rotation desdites pâles et dudit axe. Chaque pâle est associée à un racloir exerçant un contact sur la surface de la pâle associé et se déplaçant 3022595 3 alternativement d'une extrémité de la pâle vers l'autre extrémité. Le déplacement du racloir s'effectue dans une direction sensiblement verticale, et est provoqué par une force s'exerçant sur le racloir qui est extérieure à l'hydrolienne. Ainsi, grâce à l'invention, les pâles de l'hydrolienne sont constamment 5 nettoyées, ce qui évite toute intervention manuelle à ce niveau. Le racloir utilisé ne génère pas de maintenance particulière et n'augmente pas le prix global de l'hydrolienne de façon significative. Selon un premier mode de réalisation, la force déplaçant vers le haut le racloir le long de la pâle est la pression de l'eau, le racloir ayant une flottabilité 10 positive. De cette manière, le déplacement vers le haut du racloir s'effectue sans consommer d'énergie et sans utiliser d'élément mécanique. Selon une variante de réalisation, la force déplaçant vers le bas le racloir le long de la pâle est la pression de l'eau, le racloir ayant une flottabilité positive. De cette manière, le déplacement vers le haut du racloir s'effectue sans consommer 15 d'énergie et sans utiliser d'élément mécanique. Selon un mode particulier de réalisation, chaque pâle comporte une butée en son extrémité, le déplacement du racloir étant arrêté par ladite butée lorsque ledit racloir arrive au voisinage de l'extrémité de la pâle. De cette manière, les racloirs restent sur leurs pâles respectives.To avoid contact, the protective grid can have a fine mesh. However, after a while, the algae accumulate on the grid and eventually divert the flow of the current to the sides of the tidal turbine. In this case, detected for example by a loss of efficiency of the equipment, it is necessary to proceed with the cleaning. This can be done during a maintenance of the device by divers underwater. The technicians descend on the wind turbine and dismount the grid to clean it and the 3022595 2 surfaces of pale. This operation is dangerous for the staff and very expensive. Other solutions make it possible to raise the tidal turbine to the surface using a float and, once the maintenance has been carried out, to bring it down to the same position under water. But these equipments increase the price considerably and result in having a floating element on the surface, which is detrimental to navigation. Solutions exist to automate the cleaning of grids at least. The patent FR2948423, published January 28, 2011 describes a tidal turbine placed at the bottom of the water with a horizontal axis supporting the pale. The chamber 10 containing the blades is protected by grids to protect them from bulky floating objects that could accumulate there especially in river, and marine mammals. Scarifiers clean the grids of the objects accumulating on them and send them backwards with respect to the current. This device does not allow the elements inside to be cleaned, so that small animals can pass the grids and attach themselves to the blades, grow in size. After a while, their weight imbalances the rotor and decreases the efficiency of the tidal turbine and causes accelerated aging. 3. OBJECTIVES OF THE INVENTION The object of the invention is in particular to overcome the drawbacks of the prior art. More specifically, the invention aims to provide a tidal turbine having a simple device, powerful and inexpensive blade cleaning. 4. OBJECT OF THE INVENTION These objectives, as well as others which will appear later, are achieved by virtue of the invention which relates to a tidal turbine having a plurality of longiform blades centered around a horizontal axis intended to to be immersed in an aquatic environment animated by a marine current. The marine current causes the rotation of said blades and said axis. Each pale is associated with a scraper exerting contact on the surface of the associated pale and moving alternately from one end of the pale to the other end. The displacement of the scraper is in a substantially vertical direction, and is caused by a force exerted on the scraper which is external to the tidal turbine. Thus, thanks to the invention, the blades of the tidal turbine are constantly cleaned, which avoids any manual intervention at this level. The scraper used does not generate any particular maintenance and does not increase the overall price of the tidal turbine significantly. According to a first embodiment, the force moving up the scraper along the blade is the pressure of the water, the scraper having a positive buoyancy. In this way, the upward movement of the scraper occurs without consuming energy and without using a mechanical element. According to an alternative embodiment, the force moving down the scraper along the blade is the pressure of the water, the scraper having a positive buoyancy. In this way, the upward movement of the scraper is effected without consuming energy and without using a mechanical element. According to a particular embodiment, each blade has a stop at its end, the movement of the scraper being stopped by said stop when said scraper comes close to the end of the blade. In this way, the scrapers stay on their respective pale.
20 Selon un mode particulier de réalisation, la butée comporte un amortisseur qui est en contact avec le racloir lorsque ledit racloir arrive au voisinage de l'extrémité de la pâle. De cette manière, les chocs entre le racloir et la butée sont amortis et ne fragilise pas l'ensemble en rotation. Selon un mode particulier de réalisation, chaque pâle comporte une gorge 25 pratiquée longitudinalement dans son épaisseur, ladite gorge ayant une ouverture sensiblement rectiligne et une partie évasée au fond, une structure dotée d'une pluralité de roues roule dans la partie évasée et supporte le racloir par un arbre de jonction. De cette manière, le racloir est guidé dans son déplacement et la pression s'exerçant sur la surface de la pâle est mieux contrôlée.According to a particular embodiment, the abutment comprises a damper which is in contact with the scraper when said scraper reaches the vicinity of the end of the blade. In this way, the shocks between the scraper and the abutment are damped and do not weaken the assembly in rotation. According to a particular embodiment, each blade has a groove 25 formed longitudinally in its thickness, said groove having a substantially rectilinear opening and a flared portion at the bottom, a structure provided with a plurality of wheels rolls in the flared portion and supports the scrape by a connecting shaft. In this way, the scraper is guided in its movement and the pressure exerted on the surface of the pale is better controlled.
30 Selon un mode particulier de réalisation, chaque racloir comporte un élément souple qui vient en contact avec la surface de la pâle. De cette manière, 3022595 4 l'élément raclant reste en contact avec la surface de la pâle quelque soit le profil de sa surface. Selon un mode particulier de réalisation, à partir d'une valeur déterminée de vitesse de rotation, la force centrifuge maintient les racloirs aux extrémités des 5 pâles. En dessous de cette valeur déterminée, le mouvement du racloir entre l'extrémité de la pâle et l'axe horizontal s'effectue. De cette manière, le racloir n'est pas toujours en fonctionnement, limitant ainsi son usure. Selon un mode particulier de réalisation, l'hydrolienne comporte un dispositif pour ralentir l'axe horizontal en-dessous de la valeur déterminée de 10 vitesse de rotation, ledit dispositif étant activé régulièrement pendant une période déterminée. De cette manière, l'hydrolienne peut contrôler les moments où le nettoyage des pâles intervient. 5. Liste des figures 15 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non-limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est un schéma d'une hydrolienne vue de profil selon un 20 exemple de réalisation de l'invention, les figures 2.a, 2.b et 2.c montre des vues de face de la position des hélices et des racloirs selon un exemple préféré de réalisation de l'invention, la figure 3 illustre une variante de réalisation de l'invention où les 25 racloirs sont montés sur une structure glissant ou roulant dans une gorge, la figure 4 présente une section transversale de la pale montrant un exemple de structure supportant un racloir, la figure 5 présente une section longitudinale de la pale montrant un 30 exemple particulier de réalisation de la structure roulante. 3022595 5 6. Description d'un mode de réalisation de l'invention 6.1 Principe général La présente invention consiste en un hydrolienne comportant une pluralité de pâles longiformes centrées autour d'un axe horizontal. L'hydrolienne est 5 immergée dans un milieu aquatique animé par un courant marin qui provoque la rotation desdites pâles et dudit axe. Chaque pâle est associée à un racloir exerçant un contact sur la surface de la pâle associé et se déplaçant alternativement d'une extrémité de la pâle vers l'autre extrémité. Le déplacement du racloir s'effectue dans une direction sensiblement verticale, et est provoqué par une force s'exerçant 10 sur le racloir qui est extérieure à l'hydrolienne. Ainsi, il est possible d'assurer un nettoyage permanent des pâles de l'hydrolienne sans intervenir manuellement sur l'équipement et sans utiliser de moyens complexes et/ou couteux pour effectuer ce travail. 15 6.2 Description d'un mode de réalisation particulier La Fig. 1 présente un schéma d'une hydrolienne 1 vue de profil posée sur un fond marin 2, au large des cotes bretonnes par exemple. L'hydrolienne comporte une base 3, de préférence en béton conçue pour maintenir l'hydrolienne en position verticale même en cas de courants marins (représentés par des flèches 20 ondulées sur la figure) de forte amplitude. La base est surmontée d'un bâti 4 supportant un axe de rotation supportant les pâles 5 et fixé au rotor d'une turbine 6. Les pâles 5 sont longiformes, une extrémité étant reliée à l'axe horizontal du rotor, l'autre extrémité étant libre. L'hydrolienne 1 est posée sur le fond marin et orientée pour être face au courant marin dominant. Le courant exerce une pression 25 sur les pâles dont la surface est en oblique par rapport à la direction du courant, provoquant ainsi la rotation de l'axe en présence d'un courant marin. La turbine 6 récupère l'énergie cinétique de la rotation de l'axe et la transforme en énergie électrique. Une grille de protection 7 empêche les plus gros objets flottants de percuter les éléments rotatifs, et notamment les animaux tels que les mammifères 30 marins. Des câbles électriques 8 relient l'hydrolienne à une centrale électrique. Une centrale reçoit généralement l'énergie provenant de tout un parc 3022595 6 d'hydroliennes et la transmet sous la forme d'une haute tension au réseau électrique. L'exemple décrit par la figure 1 n'exclue en rien d'autres modes de réalisation, et notamment le cas où l'hydrolienne est immergée entre deux eaux et 5 maintenue immobile par des câbles reliés vers le fond à des poids et vers la surface par les éléments ayant une flottabilité positive. De même, l'hydrolienne peut être placée en mer (eau salée) ou dans des rivières (eau douce). L'invention se caractérise notamment par la présence d'un racloir 9 associé à chaque pâle de l'hydrolienne. Un racloir est une pièce entourant la pâle 10 associé 5, sa surface interne épousant la surface externe de la pâle de façon à être constamment en contact sans la serrer. Un léger jeu de quelques millimètres autorise un déplacement avec un minimum de frottement. L'invention prévoit que le racloir 9 se déplace d'une extrémité des pâles 5 de l'hydrolienne vers l'autre extrémité dans une direction sensiblement verticale, le déplacement étant 15 provoqué par une force s'exerçant sur le racloir qui est extérieure à l'hydrolienne. Des butées 10 sont disposées à l'extrémité libre de chaque pâle, afin d'empêcher les racloirs de se séparer de leurs pâles associées. Les Fig. 2.a, 2.b et 2.c présentent la position des racloirs associés à chaque pâle selon l'angle de rotation du rotor. Selon l'exemple illustré par ces figures, 20 l'hydrolienne dispose de trois pâles, ce nombre peut varier selon les modèles d'hydroliennes. Les trois pâles sont notées Pl, P2 et P3, deux pâles définissant un secteur angulaire de 120° avec l'axe de rotation pour centre. Dans le mode de réalisation illustré par ces trois figures, la force déplaçant vers le haut le racloir le long de la pâle 5 est la pression de l'eau, le racloir ayant une flottabilité positive.According to a particular embodiment, each scraper comprises a flexible element which comes into contact with the surface of the blade. In this way, the scraper remains in contact with the surface of the blade regardless of the profile of its surface. According to a particular embodiment, from a determined value of rotational speed, the centrifugal force maintains the scrapers at the ends of the blades. Below this determined value, the movement of the scraper between the end of the pale and the horizontal axis is effected. In this way, the scraper is not always in operation, thus limiting its wear. According to a particular embodiment, the tidal turbine comprises a device for slowing down the horizontal axis below the determined value of rotation speed, said device being activated regularly for a determined period. In this way, the tidal turbine can control the moments when the cleaning of the blades intervenes. 5. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a particular embodiment, given as a simple illustrative and non-limiting example, and the accompanying drawings. 1 of which is a schematic of a tidal turbine viewed in profile according to an exemplary embodiment of the invention, FIGS. 2.a, 2.b and 2.c show front views of the position of Propellers and scrapers according to a preferred embodiment of the invention, Figure 3 illustrates an alternative embodiment of the invention wherein the scrapers are mounted on a sliding structure or rolling in a groove, Figure 4 has a cross section. of the blade showing an example of structure supporting a scraper, Figure 5 shows a longitudinal section of the blade showing a particular embodiment of the rolling structure. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION 6.1 GENERAL PRINCIPLE The present invention consists of a tidal turbine comprising a plurality of longiform blades centered around a horizontal axis. The tidal stream is immersed in an aquatic environment animated by a marine current which causes the rotation of said blades and said axis. Each pale is associated with a scraper exerting a contact on the surface of the associated pale and moving alternately from one end of the pale to the other end. The movement of the scraper is in a substantially vertical direction and is caused by a force acting on the scraper which is external to the tidal turbine. Thus, it is possible to ensure permanent cleaning of the blades of the tidal turbine without manually intervening on the equipment and without using complex and / or expensive means to perform this work. 6.2 Description of a Particular Embodiment FIG. 1 shows a diagram of a tidal stream 1 view profile placed on a seabed 2, off Breton coast for example. The tidal turbine comprises a base 3, preferably of concrete designed to maintain the tidal turbine in a vertical position even in the case of marine currents (represented by wavy arrows in the figure) of high amplitude. The base is surmounted by a frame 4 supporting an axis of rotation supporting the blades 5 and fixed to the rotor of a turbine 6. The blades 5 are long, one end being connected to the horizontal axis of the rotor, the other end being free. The tidal turbine 1 is placed on the seabed and oriented to face the dominant marine current. The current exerts a pressure on the blades whose surface is oblique to the direction of the current, thus causing the rotation of the axis in the presence of a marine current. The turbine 6 recovers the kinetic energy of the rotation of the axis and transforms it into electrical energy. A protective grid 7 prevents larger floating objects from impacting rotating elements, including animals such as marine mammals. Electrical cables 8 connect the tidal turbine to a power plant. A power plant generally receives energy from a whole fleet of tidal turbines and transmits it as a high voltage to the power grid. The example described in FIG. 1 does not exclude other embodiments, and in particular the case where the tidal turbine is submerged between two waters and kept immobile by cables connected to the bottom at weights and towards the sea. surface by elements with positive buoyancy. Similarly, the tidal turbine can be placed in the sea (salt water) or in rivers (fresh water). The invention is characterized in particular by the presence of a scraper 9 associated with each pale of the tidal turbine. A scraper is a piece surrounding the associated blade 5, its inner surface conforming to the outer surface of the blade so as to be constantly in contact without tightening it. A slight clearance of a few millimeters allows a displacement with a minimum of friction. The invention provides that the scraper 9 moves from one end of the blades 5 of the tidal turbine to the other end in a substantially vertical direction, the displacement being caused by a force acting on the scraper which is external to hydrokinetic. Stoppers 10 are arranged at the free end of each blade to prevent the scrapers from separating from their associated blades. Figs. 2.a, 2.b and 2.c show the position of the scrapers associated with each blade according to the rotation angle of the rotor. According to the example illustrated by these figures, the tidal turbine has three blades, this number may vary according to the models of tidal turbines. The three blades are marked P1, P2 and P3, two blades defining an angular sector of 120 ° with the axis of rotation for center. In the embodiment illustrated by these three figures, the force moving up the scraper along the blade 5 is the pressure of the water, the scraper having a positive buoyancy.
25 En d'autres termes, quel que soit la position de la pâle, le racloir a tendance à glisser le long de celle-ci pour se rapprocher de la surface. La Fig. 2.a montre la pâle Pl avec son extrémité libre dirigée vers la surface (c'est à dire vers le haut), et l'extrémité reliée à l'axe est dirigée vers le bas. A l'inverse, les pâles P2 et P3 ont leurs extrémités libres sensiblement 30 dirigées vers le bas et leurs extrémités reliées à l'axe sont dirigées vers la surface (c'est à dire vers le haut). Les trois racloirs 9 ayant une flottabilité positive vont se 3022595 7 positionner le plus haut possible le long de la pâle. Dans le cas de Pl : au niveau de son extrémité libre, et dans le cas de P2 et P3, au niveau de son extrémité la plus proche de l'axe de rotation. La Fig. 2.b montre la position des trois pâles après une rotation de 90°.In other words, regardless of the position of the blade, the scraper tends to slide along it to get closer to the surface. Fig. 2.a shows the pale Pl with its free end directed towards the surface (that is to say upwards), and the end connected to the axis is directed downwards. On the other hand, the blades P2 and P3 have their free ends substantially directed downwards and their axially connected ends are directed towards the surface (i.e., upwards). The three scrapers 9 having a positive buoyancy will be positioned as high as possible along the pale. In the case of P1: at its free end, and in the case of P2 and P3, at its end closest to the axis of rotation. Fig. 2.b shows the position of the three blades after a rotation of 90 °.
5 Les flèches montrent le mouvement des racloirs sur chaque pâle. Le racloir de la pâle Pl se déplace vers l'axe de rotation car c'est cette extrémité qui est maintenant la plus proche de la surface. Le racloir de la pâle P3 se déplace vers l'extrémité libre car c'est cette extrémité qui est maintenant la plus proche de la surface.The arrows show the movement of the scrapers on each pale. The scraper of the pale Pl moves towards the axis of rotation because it is this end which is now closest to the surface. The scraper of the pale P3 moves towards the free end because it is this end which is now closest to the surface.
10 La Fig. 2.c montre la position des trois pâles après une rotation de 90° environ. Les flèches montrent le mouvement des racloirs sur chaque pâle. Le racloir de la pâle P2 se déplace vers l'extrémité libre de P2 car c'est cette extrémité qui est maintenant la plus proche de la surface. On comprend facilement qu'à la suite d'une rotation complète, les trois 15 racloirs vont alternativement se déplacer d'une extrémité de la pâle associée à l'autre extrémité, et vont nettoyer les faces avant et arrière de leur pâle associée. Selon une variante de réalisation, la force déplaçant vers le bas le racloir 9 le long de la pâle 5 est la gravité, le racloir ayant dans ce cas une flottabilité négative. En d'autres termes, quel que soit la position de la pâle, le racloir a 20 tendance à glisser le long de celle-ci pour descendre vers le fond marin. Le choix de l'une ou de l'autre variante est notamment dicté par la vitesse de rotation et par le poids des pâles. Si celles-ci sont lourdes, le poids du racloir est minime et n'occasionne pas un balourd trop important selon sa position sur la pâle. Outre la pression de l'eau et la gravité, la force centrifuge due à la rotation 25 s'exerce aussi sur les racloirs et tend à les repousser tous vers l'extrémité opposée à l' axe de rotation. Mais compte tenu de la faible vitesse de rotation des hydroliennes (une centaine de tours par minute), cette force est négligeable par rapport aux deux autres. Selon un perfectionnement, les racloirs possèdent une flottabilité 30 légèrement positive, d'une densité de 0.9 par exemple, pour que la poussée d'Archimède soit assez faible. De cette façon, la force centrifuge devient 3022595 8 importante lorsque le rotor tourne à vitesse nominale et maintient les racloirs aux extrémités des pâles. Par contre, lorsque le rotor tourne à petite vitesse, la flottabilité est prépondérante par rapport à la force centrifuge, ce qui autorise le mouvement de raclement sur les pâles. La rotation à petite vitesse intervient 5 lorsque le courant marin est faible, à l'étal par exemple, ou lorsque l'hydrolienne dispose d'un moyen pour ralentir la rotation des pâles. Si le courant est permanent au cours d'une longue période, un jour entier par exemple, l'hydrolienne peut provoquer un ralentissement pendant une courte période pour effectuer le nettoyage. De cette façon, les racloirs ne sont pas toujours en mouvement sur la 10 pale et s'usent moins longtemps. De plus, les chocs des racloirs au niveau des butées interviennent moins souvent et sont moins puissants. Selon un perfectionnement, des amortissements sont placées sur la butée et à proximité du rotor pour être au contact avec chaque racloir 9 lorsque celui-ci atteint les limites de son déplacement. De cette façon, les chocs sont amortis.FIG. 2.c shows the position of the three blades after a rotation of about 90 °. The arrows show the movement of the scrapers on each pale. The scraper of the pale P2 moves towards the free end of P2 because it is this end which is now closest to the surface. It is easily understood that following a complete rotation, the three scrapers will alternately move from one end of the pale associated with the other end, and clean the front and rear faces of their associated pale. According to an alternative embodiment, the force moving down the scraper 9 along the blade 5 is the gravity, the scraper having in this case a negative buoyancy. In other words, irrespective of the position of the blade, the scraper tends to slide along it to descend to the seabed. The choice of one or the other variant is dictated in particular by the speed of rotation and the weight of the blades. If they are heavy, the weight of the scraper is minimal and does not cause excessive imbalance according to its position on the pale. In addition to the water pressure and the gravity, the centrifugal force due to the rotation is also exerted on the scrapers and tends to push them all towards the end opposite to the axis of rotation. But given the low speed of rotation of the turbines (a hundred revolutions per minute), this force is negligible compared to the other two. According to an improvement, the scrapers have a slightly positive buoyancy, of a density of 0.9 for example, so that the buoyancy of Archimedes is quite low. In this way, the centrifugal force becomes large as the rotor rotates at nominal speed and holds the scrapers at the ends of the blades. By cons, when the rotor rotates at low speed, the buoyancy is preponderant compared to the centrifugal force, which allows the movement of scraping on the blades. The rotation at low speed occurs when the sea current is low, the stall for example, or when the tidal turbine has a means to slow the rotation of the blades. If the current is permanent over a long period of time, such as an entire day, the tidal turbine may slow down for a short time to clean. In this way, the scrapers are not always moving on the blade and wear less. In addition, the shocks of the scrapers at the abutments occur less often and are less powerful. According to an improvement, damping is placed on the stop and close to the rotor to be in contact with each scraper 9 when it reaches the limits of its displacement. In this way, shocks are amortized.
15 Selon un mode simple de réalisation, les amortisseurs sont constitués d'une matière souple, du caoutchouc par exemple recouvrant un coté des butées 10 et à proximité immédiate du rotor. Selon un perfectionnement illustré par la Fig. 3, le racloir est guidé dans son déplacement par une gorge 20 pratiquée longitudinalement dans la pâle 5. Le 20 fond de la gorge s'étend en largeur en formant une section rectangulaire, l'ouverture de la gorge étant rectiligne et pratiquée dans la partie la plus épaisse de la pâle. Selon un mode simple de réalisation, une tige cylindrique courte coulisse dans le fond de la gorge, un arbre de jonction fixé perpendiculairement à cette tige assure la liaison mécanique avec l'élément raclant sur la pâle, cet arbre 25 de jonction passant à travers l'ouverture de la gorge. Selon une variante de réalisation, des roues 21 sont montées sur une structure roulant à l'intérieur de la gorge. Les roues viennent en contact avec les parois intérieures de la gorge 20 de façon à n'autoriser qu'un seul mouvement de liberté, l'arbre de jonction sortant de la gorge étant maintenu perpendiculaire au plan défini par la surface moyenne de 30 la pâle 5. La Fig. 4 présente une section transversale de la pale 5 montrant la gorge 20 s'étendant dans une direction normale au dessin. La structure roulant 3022595 9 dans la gorge comporte deux jeux de 4 roues, les quatre axes étant reliés à un arbre de jonction 22 dont une extrémité est fixé au racloir 9. La gorge ne débouche pas à l'extrémité de la pâle constituant ainsi une butée naturelle. La Fig. 5 présente une section longitudinale de la pale 5. On peut voir la 5 section évasée de la gorge 20 s'étendant d'une extrémité de la pâle à l'autre. Selon un perfectionnement, le racloir 9 comporte un élément souple 23 qui vient en contact avec la surface de la pâle 5, et qui suit ainsi les variations de forme de la surface de la pâle d'une extrémité à une autre. Cet élément souple 23 est typiquement une lèvre fine en élastomère, résistant à l'au salée. La fixation de 10 l'élément souple s'effectue par insertion dans une rainure du racloir, facilitant ainsi son changement. Ce perfectionnement est particulièrement utile lorsque la pâle n'a pas la même section entre les deux extrémités, un élément souple est alors nécessaire pour assurer un contact permanent avec la surface de la pâle.According to a simple embodiment, the dampers are made of a flexible material, rubber for example covering one side of the abutments 10 and in the immediate vicinity of the rotor. According to an improvement illustrated in FIG. 3, the scraper is guided in its displacement by a groove 20 made longitudinally in the pale 5. The bottom of the groove extends in width forming a rectangular section, the opening of the groove being rectilinear and practiced in the part the thickest of the pale. According to a simple embodiment, a short cylindrical rod slides in the bottom of the groove, a connecting shaft fixed perpendicularly to this rod provides the mechanical connection with the scraping element on the blade, this connecting shaft passing through the groove. opening of the throat. According to an alternative embodiment, wheels 21 are mounted on a rolling structure inside the groove. The wheels come into contact with the inner walls of the groove 20 so as to allow only one movement of freedom, the junction shaft leaving the groove being kept perpendicular to the plane defined by the average surface of the blade. 5. FIG. 4 shows a cross section of the blade 5 showing the groove 20 extending in a direction normal to the drawing. The rolling structure 3022595 9 in the groove has two sets of 4 wheels, the four axes being connected to a connecting shaft 22 whose one end is fixed to the scraper 9. The groove does not open at the end of the blade thus constituting a natural stop. Fig. 5 shows a longitudinal section of the blade 5. The flared section of the groove 20 extending from one end of the blade to the other can be seen. According to an improvement, the scraper 9 comprises a flexible element 23 which comes into contact with the surface of the blade 5, and which thus follows the variations in shape of the surface of the blade from one end to another. This flexible element 23 is typically a thin elastomer lip, resistant to salt. The attachment of the flexible member is effected by insertion into a groove of the scraper, thus facilitating its change. This improvement is particularly useful when the pale does not have the same section between the two ends, a flexible element is then necessary to ensure permanent contact with the surface of the pale.
15 L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. En particulier, l'invention peut être mise en oeuvre par toute hydrolienne placée en mer ou en rivière, et fournissant une énergie sous la forme d'un courant électrique ou un flux hydraulique.The invention is not limited to the embodiments which have just been described. In particular, the invention can be implemented by any tidal turbine placed at sea or in the river, and providing an energy in the form of an electric current or a hydraulic flow.
Claims (9)
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| FR1455828A FR3022595A1 (en) | 2014-06-24 | 2014-06-24 | HYDROLIENNE COMPRISING BLADES ASSOCIATED WITH A SQUEAKER FOR THE CLEANING OF THEIR SURFACES. |
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