FR3127529A1 - Hydro-generator box positioned in a watercourse. - Google Patents

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Pierre Lecanu
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Kervevan Stephane
Smorgrav Bertil
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Kervevan Stephane
Smorgrav Bertil
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Abstract

Dispositif hydro-générateur positionné dans un cours d’eau fonctionnant à partir de l’énergie potentielle créé par le dispositif sans avoir besoin de créer un ouvrage spécifique comme une retenue d’eau.Hydro-generator device positioned in a watercourse operating from the potential energy created by the device without the need to create a specific structure such as a water reservoir.

Description

Caisson hydro-générateur positionné dans un cours d’eau.Hydro-generator box positioned in a watercourse.

La présente invention concerne un caisson hydro-générateur placé dans un cours d’eau et fonctionnant à partir de l’énergie potentielle créée par le fluide contournant un panneau de ce caisson afin de récupérer de l’énergie.The present invention relates to a hydro-generator box placed in a watercourse and operating from the potential energy created by the fluid bypassing a panel of this box in order to recover energy.

Des hydroliennes fonctionnent à partir de l’énergie cinétique du fluides. Les hydroliennes à allure rapide type à profil d’aile sont performantes et nécessitent des vitesses de cours d’eau suffisantes. Des hydroliennes à allure lente comme par exemple de type Savonius peuvent fonctionner avec des vitesses de fluide faibles.
Les hydroliennes à allure lente possèdent peu de pales et nécessitent d’avoir un grand diamètre pour avoir un couple important.Tidal turbines operate from the kinetic energy of fluids. Fast-acting tidal turbines of the wing profile type are efficient and require sufficient river velocities. Slow-speed hydrokinetic turbines such as the Savonius type, for example, can operate with low fluid velocities.
Slow-speed tidal turbines have few blades and require a large diameter to have a high torque.

Les roues à eau fonctionnent à partir de l’énergie potentielle. Cette énergie potentielle est créée à partir d’une retenue d’eau permettant d’obtenir une différence d’altitude de niveau d’eau.
La retenue d’eau est un ouvrage qu’il faut réaliser, qui modifient la configuration du cours d’eau, qui peut être bénéfique pour freiner l’écoulement d’eau à la mer, qui nécessitent des ouvrages supplémentaires comme par exemple des passes à poissons.Water wheels operate from potential energy. This potential energy is created from a reservoir of water making it possible to obtain a difference in altitude of water level.
The water reservoir is a work that must be carried out, which modifies the configuration of the watercourse, which can be beneficial to slow down the flow of water to the sea, which requires additional works such as for example passes to fish.

Le caisson hydro-générateur ne nécessite pas la réalisation de retenue d’eau. L’énergie potentielle est créée par le caisson. Il suffit de placer le caisson dans le cours d’eau. Le caisson crée vis à vis du cours d’eau une perte de charge qui provoque une très faible surélévation du niveau d’eau en amant de ce caisson.The hydro-generator box does not require the creation of a water reservoir. The potential energy is created by the box. Simply place the box in the stream. The caisson creates, vis-à-vis the watercourse, a head loss which causes a very slight elevation of the water level upstream of this caisson.

La est un schéma représentant le principe de fonctionnement du caisson hydro-générateur. La zone (1) est l’ouverture du caisson. La plaque (2) fait office de blocage à l’écoulement du fluide et oblige le fluide a contournée cette plaque (2). Le fluide contourne la plaque (2) sur ces cotés et en particulier par l’orifice du caisson (1).
La plaque (2) bloquant le fluide, la pression en amont de cette plaque augmente tandis que en arrière (4) de cette plaque , il existe une zone en dépression. Le fluide en contournant la plaque prends une légère augmentation de vitesse et perd de ce fait de la pression.
Le caisson possède un orifice de sortie (3) dont la section légèrement est plus petite que la section d’ouverture (1) du caisson. Cette réduction d’orifice oblige le fluide à de nouveau prendre de la vitesse et perdre de la pression .
La différence de pression due à la surpression existant en amont de la plaque (2) et la dépression existant au niveau de l’arrière de la plaque (2) permets d’entraîner un rotor ou une turbine (5) positionné au niveau de l’orifice (3). There is a diagram representing the operating principle of the hydro-generator box. Zone (1) is the opening of the box. The plate (2) acts as a blockage to the flow of the fluid and forces the fluid to bypass this plate (2). The fluid bypasses the plate (2) on these sides and in particular through the orifice of the box (1).
The plate (2) blocking the fluid, the pressure upstream of this plate increases while behind (4) of this plate, there is a depression zone. The fluid bypassing the plate takes a slight increase in speed and thereby loses pressure.
The casing has an outlet port (3) whose section is slightly smaller than the opening section (1) of the casing. This orifice reduction forces the fluid to again pick up speed and lose pressure.
The pressure difference due to the overpressure existing upstream of the plate (2) and the depression existing at the rear of the plate (2) makes it possible to drive a rotor or a turbine (5) positioned at the level of the orifice (3).

Le rotor peut être de différents types. Les turbines à profils d’ailes d’avions ont généralement peu de pales. Elles sont performantes et sont destinées avec des vitesses d’écoulement rapides afin d’avoir une vitesse de rotation importante. Les vitesses d’écoulement des cours d’eau sont généralement faibles et il est préférable d’utiliser une turbine avec beaucoup d’aubes. La vitesse de rotation est faible et le couple est important en raison du grand nombre d’aubes.The rotor can be of different types. Airfoil turbines generally have few blades. They are efficient and are intended with fast flow velocities in order to have a high rotation speed. Stream flow velocities are generally low and it is best to use a turbine with lots of blades. The rotational speed is low and the torque is large due to the large number of blades.

La est un schéma représentant la section des aubes du rotor. Les aubes (6) (7) sont verticales. Les aubes tournantes sont repérées (6) tandis que les aubes fixes sont repérées (7). Les aubes fixes (7) améliorent la performance du rotor (5) et elles ne sont pas indispensables. There is a diagram representing the section of the blades of the rotor. The blades (6) (7) are vertical. Rotating blades are marked (6) while stationary blades are marked (7). The fixed vanes (7) improve the performance of the rotor (5) and they are not essential.

Le rotor (5) peut entraîner par exemple une pompe ou une génératrice électrique. La vitesse de rotation du rotor (5) étant faible, il est nécessaire de prévoir un multiplicateur de vitesse. Le multiplicateur de vitesse et la génératrice électrique peut être positionnés hors de l’eau.The rotor (5) can drive, for example, a pump or an electric generator. The speed of rotation of the rotor (5) being low, it is necessary to provide a speed multiplier. The speed multiplier and the electric generator can be positioned out of the water.

La est un schéma représentant le caisson avec sa génératrice électrique. Le rotor (5) entraîne un multiplicateur de vitesse (9) par l’intermédiaire d’un arbre (8). Le multiplicateur de vitesse (9) entraîne une ou des génératrice(s) électrique(s) (10) pour produire de l’électricité. There is a diagram representing the box with its electric generator. The rotor (5) drives a speed multiplier (9) via a shaft (8). The speed multiplier (9) drives one or more electric generator(s) (10) to produce electricity.

Il est possible de prévoir plusieurs caissons hydro-générateurs dans un cours d’eau. Il est possible de les mettre cote à cote. On peut aussi les superposer. Dans le cas de superposition de caisson, on relie les turbines de chaque caisson par un même arbre. Cet arbre moteur entraînera par exemple une génératrice électrique.It is possible to provide several hydro-generator boxes in a watercourse. It is possible to put them side by side. They can also be superimposed. In the case of box superposition, the turbines of each box are connected by the same shaft. This motor shaft will, for example, drive an electric generator.

La est un schéma représentant deux caissons hydro-générateurs superposés. Les rotors (5) entraînent un multiplicateur de vitesse (9) par l’intermédiaire d’un arbre (8). Il est possible de prévoir le long de l’arbre de transmission (8) des accouplements élastiques. There is a diagram representing two superimposed hydro-generator boxes. The rotors (5) drive a speed multiplier (9) via a shaft (8). It is possible to provide along the transmission shaft (8) elastic couplings.

Afin de protéger le caisson hydro-générateur des objets pouvant circuler dans le cours d’eau, il peut être mis des barres de protection devant l’ouverture du caisson (1). Il est possible de donner une inclinaison à ces barres de protection pour éviter que les objets circulant dans l’eau soient bloqués au niveau du caisson, il est possible de rajouter une casquette en partie haute de l’ouverture. Cette casquette favorise la surpression. Un grillage peut aussi être mis en place pour éviter que les poissons pénètrent dans le caisson. La mise en place d’un grillage nécessite un nettoyage régulier.In order to protect the hydro-generator box from objects that may circulate in the watercourse, protective bars can be placed in front of the opening of the box (1). It is possible to give an inclination to these protection bars to prevent objects circulating in the water from being blocked at the level of the box, it is possible to add a cap in the upper part of the opening. This cap promotes overpressure. A mesh can also be put in place to prevent fish from entering the box. The installation of a fence requires regular cleaning.

La est une vue générale du caisson hydro-générateurs sans la partie génératrice. Le repère (2) est la plaque permettant de créer la surpression et une dépression. Le repère (5) est le rotor (version avec beaucoup d’aubes). Le repère (1) est l’ouverture du caisson. Le repère (11) sont les barres de protection. Le grillage n’est pas représenté dans cette figure. Le repère (12) est la casquette permettant de d’améliorer la surpression et de donner une inclinaison aux barres de protection. Le repère (8) est un trait symbolisant l’axe d’entraînement de l’ensemble génératrice qui n’est pas représenté dans cette figure
 There is a general view of the hydro-generator box without the generator part. The mark (2) is the plate allowing to create the overpressure and a depression. The mark (5) is the rotor (version with many blades). The mark (1) is the opening of the box. The mark (11) are the protection bars. The mesh is not shown in this figure. The mark (12) is the cap making it possible to improve the overpressure and to give an inclination to the protection bars. The mark (8) is a line symbolizing the drive shaft of the generator set which is not shown in this figure

Claims (5)

Dispositif destiné à être placé dans un cours d'eau caractérisé en ce qu'il comprend un caisson et une plaque (2) destinée à produire une surpression en amont de cette plaque et une dépression en aval (4), provoquant un contournement du fluide de cette plaque (2) , le caisson comprenant une ouverture (1) et un orifice (3) par lesquels le fluide issu du contournement peut pénétrer et ressortir, et un rotor (5) au niveau de l'orifice (3)Device intended to be placed in a watercourse characterized in that it comprises a box and a plate (2) intended to produce an overpressure upstream of this plate and a depression downstream (4), causing a bypass of the fluid of this plate (2), the box comprising an opening (1) and an orifice (3) through which the fluid coming from the bypass can enter and exit, and a rotor (5) at the level of the orifice (3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’ouverture (1) du caisson est protégée par des barres protectrices (11) pour éviter que des objets véhiculés par le courant d’eau pénètrent dans le caissonDevice according to Claim 1, characterized in that the opening (1) of the casing is protected by protective bars (11) to prevent objects carried by the water current from entering the casing. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture (1) du caisson est protégée par un grillage (1) pour que des poissons ne puissent pas pénétrer dans le caissonDevice according to Claim 1, characterized in that the opening (1) of the box is protected by a mesh (1) so that fish cannot enter the box. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en qu'il comprend une casquette (12) à l’aplomb de l’ouverture (1) du caisson permettant de donner une inclinaison au barres de protection (11) et permettant une légère augmentation de la surpression.Device according to claim 1, characterized in that it comprises a cap (12) plumb with the opening (1) of the casing making it possible to give an inclination to the protection bars (11) and allowing a slight increase in the overpressure . Système caractérisé par la superposition de plusieurs dispositifs selon l'une des revendications précédentes, les caissons sont superposés et tous les axes (8) des rotors (5) sont rendus solidaires afin de pouvoir entraîner par exemple un ensemble génératrice électrique (9) (10)
System characterized by the superposition of several devices according to one of the preceding claims, the boxes are superimposed and all the axes (8) of the rotors (5) are made integral in order to be able to drive, for example, an electric generator assembly (9) (10 )
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050099012A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Williams Fred E.Jr. Hydroelectric system
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EP2136072A1 (en) * 2007-04-06 2009-12-23 Seabell International Co., Ltd. Hydraulic power generating apparatus
FR2995331A1 (en) * 2012-09-12 2014-03-14 Wind Building Engineering Wibee Structural component e.g. residential building, has cap to move zone of frontage, where overpressure is high to increase pressure difference between opening and top of component, and air flow to traverse enclosure to collect wind energy

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