FR3132935A1

FR3132935A1 - Active Lift Turbine with an internal turbine

Info

Publication number: FR3132935A1
Application number: FR2201580A
Authority: FR
Inventors: Pierre Lecanu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2023-08-25
Anticipated expiration: 2042-02-22
Also published as: FR3132935B1

Abstract

Dispositif de Turbine à Portance Active avec une turbine interne Comme pour le brevet Éolienne à axe verticale notamment de type Darrieus (N° et date de publication EP2183479 -12/05/2010) , l’invention utilise des vérins (3), mais le fluide issu de ces vérins sert à entraîner un rotor interne (5) et non externe pour obtenir un couple moteur supplémentaire à la turbine à portance active.Active Lift Turbine Device with an Internal Turbine fluid from these cylinders is used to drive an internal rotor (5) and not external to obtain additional engine torque to the active lift turbine.

Description

Active Lift Turbine with an internal turbine

La turbine à portance active a fait l’objet de plusieurs brevets dont le brevet le brevet à Turbine à Portance active à déplacement contrôlé notice WO2016207574 date de la publication 29/12/2016 et dont le brevet Éolienne à axe verticale notamment de type Darrieus notice EP2183479 date de publication 12/05/2010.The active lift turbine has been the subject of several patents including the patent for Active Lift Turbine with controlled displacement notice WO2016207574 date of publication 12/29/2016 and including the patent Wind turbine with vertical axis in particular of the Darrieus type notice EP2183479 publication date 05/12/2010.

Afin de simplifier la technique de la technique de la turbine à portance active à déplacement contrôlé, il est proposer d’utiliser une turbine interne au lieu d’un système bielle-manivelle décentré.In order to simplify the technique of the active lift turbine technique with controlled displacement, it is proposed to use an internal turbine instead of an off-center connecting rod-crank system.

La turbine de la portance active est basée sur le principe de la turbine Darrieus. Ce sont des pales avec un profils d’aile qui tournent autour d’un axe. Les pales tournent toutes à la même vitesse de rotation. La vitesse tangentielle de rotation des pales est appelée dans ce document U. Le fluide en général de l’air ou de l’eau a sa propre vitesse nommée dans ce document V. Les pales ne subissent pas directement ni leur propre vitesse de rotation U, ni la vitesse du fluide V, mais la combinaison de ces deux vitesses. On nomme la combinaison des vitesses, la vitesse relative W dans ce document. Cette vitesse relative W crée sur le profil d’aile une force induite F qui dépends de la valeur algébrique de W et de l’angle de la tangente calculée à partir de U et V. Cette force induite F n’est pas constante durant une rotation. Durant un demi-tour, cette force est orientée vers l’intérieur et pendant l’autre demi-tour vers l’extérieur de la turbine à Portance active.The active lift turbine is based on the principle of the Darrieus turbine. These are blades with a wing profile that rotate around an axis. The blades all rotate at the same speed. The tangential speed of rotation of the blades is called in this document U. The fluid in general air or water has its own speed named in this document V. The blades do not directly experience their own speed of rotation U , nor the fluid speed V, but the combination of these two speeds. We call the combination of speeds the relative speed W in this document. This relative speed W creates an induced force F on the wing profile which depends on the algebraic value of W and the angle of the tangent calculated from U and V. This induced force F is not constant during a rotation. During one half-turn, this force is directed towards the inside and during the other half-turn towards the outside of the active lift turbine.

est un dessin représentant les pales (1) en plusieurs positions, la combinaison des vitesses (0), la force induite (2). is a drawing representing the blades (1) in several positions, the combination of speeds (0), the induced force (2).

La force induite F peut être décomposée en une force axiale au profil et en une force normal au profil. La force axiale combinée avec le rayon permets de produire un couple pour produire de l’énergie. C’est le principe de la turbine Darrieus. La force normale pour une turbine Darrieus produit des contraintes dans les bras. Pour une turbine à Portance active, c’est une force qui est utilisée pour produire une énergie supplémentaire.The induced force F can be decomposed into an axial force to the profile and a force normal to the profile. The axial force combined with the radius makes it possible to produce a torque to produce energy. This is the principle of the Darrieus turbine. The normal force for a Darrieus turbine produces stresses in the arms. For an Active Lift turbine, it is a force that is used to produce additional energy.

Comme pour le brevet Éolienne à axe verticale notamment de type Darrieus , l’invention utilise des vérins, mais le fluide issu de ces vérins sert à entraîner un rotor interne et non un rotor externe pour obtenir un couple moteur supplémentaire. Des clapets anti-retour permets de faire circuler le fluide dans le bon sens pour entraîner le rotor d’une turbine interne. La force normale pendant un demi-tour pousse sur le piston pour éjecter le fluide du vérin et pendant l’autre demi-tour fait mouvoir le piston du vérin pour aspirer le fluide dans le vérin. Le rotor interne subit en même temps, une force de poussée sur les aubes du rotor de la turbine interne et une force d’aspiration sur les aubes du rotor.As for the vertical axis wind turbine patent, notably of the Darrieus type, the invention uses cylinders, but the fluid from these cylinders is used to drive an internal rotor and not an external rotor to obtain additional motor torque. Check valves allow the fluid to circulate in the right direction to drive the rotor of an internal turbine. The normal force during one half-turn pushes on the piston to eject fluid from the cylinder and during the other half-turn moves the cylinder piston to draw fluid into the cylinder. The internal rotor experiences at the same time, a thrust force on the blades of the rotor of the internal turbine and a suction force on the rotor blades.

est un dessin représentant les pales (1) , les vérins associés aux pales (3), les clapets anti-retours (4) et la turbine interne (5). is a drawing representing the blades (1), the cylinders associated with the blades (3), the check valves (4) and the internal turbine (5).

Afin d’avoir un unique axe moteur, les bras permettant de soutenir les pales et d’exercer une action sur le piston du vérin associé, sont montés sur un disque avec des liaisons glissières. La partie centrale de la turbine interne (5) est fixe et c’est l’extérieur de la turbine interne (5) qui tourne. La force axiale de la force induite entraîne le disque par l’intermédiaire des glissières. La force normale de la force induite F par l’intermédiaire des vérins (3) et la turbine interne (5) entraîne le disque.In order to have a single motor axis, the arms making it possible to support the blades and to exert an action on the piston of the associated cylinder, are mounted on a disc with sliding connections. The central part of the internal turbine (5) is fixed and it is the exterior of the internal turbine (5) which rotates. The axial force of the induced force drives the disc through the slides. The normal force of the induced force F through the cylinders (3) and the internal turbine (5) drives the disc.

est un dessin représentant les pales (1) , les vérins associés aux pales (3), les clapets anti-retours (4) et la turbine interne (5) dont sa partie interne est fixe, les glissières (8), le disque (7) entraîné par les glissières (8) et par la partie extérieure de la turbine interne (5). is a drawing representing the blades (1), the cylinders associated with the blades (3), the non-return valves (4) and the internal turbine (5) whose internal part is fixed, the slides (8), the disc ( 7) driven by the slides (8) and by the exterior part of the internal turbine (5).

La force induite F créé sur les pales (1) est due par la vitesse de rotation U et la par la vitesse du fluide V. En créant des glissières (8), une vitesse de translation T est rajoutée à la combinaisons des vitesses (0). La vitesse de translation T pénalise les performances de la turbine. La force induite est proportionnelle à l’angle entre la vitesse relative W et la vitesse de rotation U. En rajoutant la vitesse T, l’angle entre W et T a diminué et donc le valeur de la force induite F.The induced force F created on the blades (1) is due by the rotation speed U and by the speed of the fluid V. By creating slides (8), a translation speed T is added to the combination of speeds (0 ). The translation speed T penalizes the performance of the turbine. The induced force is proportional to the angle between the relative speed W and the rotation speed U. By adding the speed T, the angle between W and T has decreased and therefore the value of the induced force F.

est un dessin représentant la combinaisons des vitesses (0) sans ou avec la vitesse T, le profil (1) et la force induite (2). is a drawing representing the combinations of speeds (0) without or with speed T, the profile (1) and the induced force (2).

Pour minimiser cette vitesse de translation T, le corps du vérins (3) est mu par une came. Au lieu que se soit le piston du vérin (3) qui bouge, c’est le corps du vérin qui bouge. En pratique, il y aura un déplacement des deux organes du vérins (3), mais le déplacement du piston du vérin (3) est minimisé.To minimize this translation speed T, the body of the cylinder (3) is driven by a cam. Instead of the piston of the cylinder (3) moving, it is the body of the cylinder that is moving. In practice, there will be a movement of the two cylinder members (3), but the movement of the cylinder piston (3) is minimized.

est un dessin représentant le vérin (3), la came (7), la force induite (2). is a drawing representing the cylinder (3), the cam (7), the induced force (2).

Une alternative pour minimiser la vitesse de translation T, est que la section du piston des vérins (3) soit le plus grand possible afin réduire la course du piston. Si la course du piston du vérin (3) est réduite, la vitesse de translation T est réduite. Le fait d’avoir augmenter la section du piston du vérin(3) et réduit la course du piston du vérin (3), cela ne réduit pas le volume interne du vérin (3).
An alternative to minimize the translation speed T is for the section of the piston of the cylinders (3) to be as large as possible in order to reduce the stroke of the piston. If the stroke of the cylinder piston (3) is reduced, the translation speed T is reduced. The fact of increasing the section of the piston of the cylinder (3) and reducing the stroke of the piston of the cylinder (3), this does not reduce the internal volume of the cylinder (3).

Claims

Active lift turbine with an internal turbine with vertical axis, comprising blades (1), cylinders (3) associated with the blades, the interior part of the turbine (5) is fixed, the exterior part of the internal turbine (5) is the rotor which rotates, non-return valves (4) allow the fluid to circulate in the right direction to drive the rotor of the internal turbine, the arms allowing to support the blades and to exert an action on the piston of the associated cylinder, are mounted with sliding connections on a disc which makes it possible to produce additional energy, the driving torque coming from the axial force and the normal force of the blades (1) exerting forces on the piston of each cylinder (3) whose fluid moved by the variation in volume makes it possible to drive the internal turbine (5).

Active Lift Turbine according to claim 1, characterized in that the body of the cylinders is moved by a central cam in order to minimize the transverse movement of the profile of the blade (1).