WO1994001675A1 - Vertical axis wind turbine - Google Patents

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WO1994001675A1
WO1994001675A1 PCT/FR1993/000611 FR9300611W WO9401675A1 WO 1994001675 A1 WO1994001675 A1 WO 1994001675A1 FR 9300611 W FR9300611 W FR 9300611W WO 9401675 A1 WO9401675 A1 WO 9401675A1
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WO
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shaft
stops
flaps
rotor
axis
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PCT/FR1993/000611
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French (fr)
Inventor
Gérard JONDOT
Original Assignee
Jondot Gerard
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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C25/00Alighting gear
    • B64C25/32Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface 
    • B64C25/40Alighting gear characterised by elements which contact the ground or similar surface  the elements being rotated before touch-down
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/062Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067Cyclic movements
    • F03D3/068Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
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    • F05B2240/21Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/218Rotors for wind turbines with vertical axis with horizontally hinged vanes
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    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/92Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure
    • F05B2240/923Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure which is a vehicle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/74Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the flow is perpendicular to the carrier shaft but the blades or vanes are fixed relative to the shaft and the engine torque is obtained by a fluid pressure differential at the blade or blade surfaces perpendicular to the flow.
  • the invention aims to improve this engine torque by increasing the pressure differential.
  • a device for driving a rotor shaft under the action of a moving fluid comprising at least one rotary axis integral and perpendicular to the shaft, supporting at each of its ends a flap fixed on the axis in a plane perpendicular to that of the symmetrical flap and stops intended to limit the rotation of the axis between two positions where respectively the plane of one or the other of the symmetrical flaps offers resistance to the fluid so as to transmit a motor torque to said shaft.
  • the device of the invention comprises two rotary axes which are perpendicular to each other and independent.
  • the stops are intended to be alternately during the rotation of the shaft in contact with one then the other of the flaps symmetrical with respect to the direction of flow of the fluid.
  • the device of the invention further comprises means for retracting the stops to release the flaps and cause the rotor to stop.
  • the rotary axis consists of two half-axes aligned and secured by a pin capable of being broken from a certain force value to put the two symmetrical flaps in flags.
  • the device of the invention operates in an open space where the fluid is in relative motion and does not require any casing to channel the fluid.
  • the device of the invention can advantageously be used for driving the wheels of an aircraft landing gear in rotation before the tires come into contact with the ground in order to reduce the wear of the rubber.
  • the device of the invention can also be used concomitantly to reinforce the ventilation or cooling means of the train braking system after landing.
  • Another application of the invention lies in reviving the rotor of an autogyro in the event of a stall in flight.
  • FIGS. 2a and 2b are top views of the device of Figure 1 respectively in the operating position and in the disengaged position;
  • FIG. 3a and 3b show, respectively, a perspective view in section of an application of the device of the invention on a wheel;
  • FIG. 4 illustrates the application of the device of the invention to a gyroplane.
  • the device shown in Figure 1 is placed in a moving fluid for example in an air flow F in relative motion perpendicular to a shaft 1 carrying flaps 2a, 2b.
  • the flaps 2a, 2b are fixed symmetrically to the longitudinal ends of a rotary axis 3 while being oriented in planes perpendicular to each other.
  • the flap 2a is shown perpendicular to the flow F while the flap 2b is oriented in the direction of the flow F.
  • the rotary axis 3 is, in turn, perpendicular to the carrier shaft 1 of the rotor. It is limited in its rotation by stops 4a, 4b between two positions where respectively the plane of one or the other of the flaps 2a, 2b symmetrical is perpendicular to the flow F.
  • the stops 4a, 4b are in the embodiment of Figures la, 2a and 2b in the form of transverse bars, perpendicular to the shaft 1 and parallel to the axis 3 whose free ends come, during rotation, in contact with the rear faces alternately of the flap 2a then of the flap 2b with respect to the flow F.
  • the flaps 2a, 2b thus alternately offer resistance to the flow of the fluid resulting in a pressure on the flap 2a or
  • the rotary axis 3 is carried by a cradle 10 secured to the shaft 1.
  • the cradle 10 is adapted to the axis 3 so as to favor its rotation with the minimum of friction.
  • the shaft 1 is mounted inside a cylindrical sleeve 4 secured to one of its ends of the stops 4a, 4b.
  • the sleeve 4 is provided inside with bearings 14 surrounding the shaft 1 which can be made integral with said sleeve.
  • the sleeve 4 which carries the stops 4a and 4b constitutes the engine sleeve. Indeed, the engine shutter 2a bears on the stop 4a according to a plane of symmetry, therefore at the level of the force produced by the fluid. It follows that the entire torque produced by the fluid is transmitted to the engine sleeve 4.
  • the rotary axis 3, the cradle 10 and the shaft 1 only intervene for the positioning of the flaps.
  • the means for securing the shaft 1 with the sleeve 4 comprise an inclined slot 44 made through the side wall of said sleeve 4 in which a transverse finger 41 fixed on the comes to move in a movable manner tree 1.
  • a vertical displacement of the shaft 1 causes a shift of the relative angular positions of the shaft 1 and of the sleeve 4 and therefore an angular shift of the stops 4a, 4b relative to the axis 3 which results in a reduction in the engine torque power.
  • the shaft 1 is coupled, at its lower part with vertical displacement means such as a ball stop 100 associated with a lever 101 for maneuvering. Under the action of the lever 101, the shaft 1 is moved in translation along its longitudinal axis relative to the sleeve 4, while performing a rotation about the same axis by an angle determined by the dimensions and the orientation of the guide slot 44 cooperating with the finger 41.
  • vertical displacement means such as a ball stop 100 associated with a lever 101 for maneuvering.
  • the thrust ball is controlled by an instrument for measuring the speed of rotation, it is then possible to regulate this speed by automatic retraction of the thrusts from a certain number of revolutions per unit of time.
  • the stops 4a, 4b are provided with cutouts 44a, 44b in which the flaps 2a, 2b engage during their driving phase by alternating rotation of the axis 3.
  • the rotor shaft 1 and the engine sleeve 4 are secured by a clutch or a dog clutch in the position of FIG. 2a.
  • FIG. 2a represents the device of FIG. 1 in top view with the stops 4a, 4b in the operating position, that is to say in alternating contact with the flaps 2a, 2b.
  • the shaft 1 and the engine sleeve are driven by the same rotational movement.
  • the device goes into the state illustrated in FIG. 2b by rotation of the shaft 1 in the sleeve 4.
  • the intermediate positions between FIG. 2a and 2b can be used in a speed regulation goal.
  • the master torque of the surface 2a exposed to the fluid decreases while the master torque of the surface 2b exposed to the fluid increases. So we have a decrease in the torque on the engine sleeve.
  • Figures 3a and 3b is more particularly adapted to the wheels of aircraft landing gear.
  • the carrier shaft 1 is the shaft of a wheel R and the rotary axis or axes 3 are carried diametrically by the rim 11.
  • the flange of the rim 11 is provided with lights 11 ′ produced at the level of the projection of the flaps 2a, 2b on the flange.
  • the stops 4a, 4b and the relative orientation of the flaps 2a, 2b are then produced so that during rotation, the motor flap makes an angle between 70 * and 80 * relative to the plane of the flange or between 20 * and 30 * relative to the plane defined by the rotary axis 3 and the driven shaft 1.
  • the stops are constituted by the raised edges
  • This figure represents an autogyro G driven by a propellant P and supported by the free rotation of a rotor with blades S.
  • the rotor S is not mechanically driven. Consequently, if the speed of rotation of the rotor S decreases, the lift force decreases and the gyroplane G begins to fall, which causes, taking into account the directional members and in particular the tail, an increase in the angle of the rotor blades S.
  • the axis 3, the flaps 2a, 2b and the shaft 1 start to move and, thanks to the clutch E, drive the rotor S in rotation avoiding the stalling of the autogyro G which can thus resume a normal safe flight path.
  • the clutch E can be controlled either automatically from a floor of determined speed of the rotor S, or manually by the pilot himself.

Abstract

A device for driving a rotor shaft (1) through the action of a moving fluid (F) comprises at least: a rotary shaft (3) integral with and perpendicular to the shaft (1), fitted at each end with a flap (2a, 2b), each flap being mounted in a plane perpendicular to the other; and stops (4a, 4b) for limiting rotation of the shaft (3) between two positions in which either one or other of the symmetrical flaps (2a, 2b) offers a resistance to the fluid so as to transmit a driving torque to said rotor shaft (1).

Description

EOLENNE A AXE VERTICAL EOLENNE WITH VERTICAL AXIS
Il existe déjà de nombreux dispositifs convertissant l'énergie cinétique d'un flux d'air ou d'eau en énergie mécanique ou électrique par rotation de l'arbre porteur de pales, d'aubes ou d'hélices du rotor d'une turbine.There are already many devices converting the kinetic energy of an air or water flow into mechanical or electrical energy by rotation of the shaft carrying blades, blades or propellers of the rotor of a turbine. .
Dans certains cas, le flux est perpendiculaire à l'arbre porteur mais les pales ou les aubes sont fixes par rapport à l'arbre et le couple moteur est obtenu par un différentiel de pression de fluide au niveau des surfaces de pales ou d'aubes perpendiculaires à l'écoulement.In some cases, the flow is perpendicular to the carrier shaft but the blades or vanes are fixed relative to the shaft and the engine torque is obtained by a fluid pressure differential at the blade or blade surfaces perpendicular to the flow.
L'invention a pour but d'améliorer ce couple moteur en augmentant le différentiel de pression.The invention aims to improve this engine torque by increasing the pressure differential.
Ce but est atteint au moyen d'un dispositif d'entraînement d'un arbre de rotor sous l'action d'un fluide en mouvement comprenant au moins un axe rotatif solidaire et perpendiculaire à l'arbre, supportant à chacune de ses extrémités un volet fixé sur l'axe dans un plan perpendiculaire à celui du volet symétrique et des butées destinées à limiter la rotation de l'axe entre deux positions où respectivement le plan de l'un ou l'autre des volets symétriques offre une résistance au fluide de façon à transmettre un couple moteur audit arbre.This object is achieved by means of a device for driving a rotor shaft under the action of a moving fluid comprising at least one rotary axis integral and perpendicular to the shaft, supporting at each of its ends a flap fixed on the axis in a plane perpendicular to that of the symmetrical flap and stops intended to limit the rotation of the axis between two positions where respectively the plane of one or the other of the symmetrical flaps offers resistance to the fluid so as to transmit a motor torque to said shaft.
Selon une caractéristique avantageuse le dispositif de l'invention comporte deux axes rotatifs perpendiculaires entre eux et indépendants.According to an advantageous characteristic, the device of the invention comprises two rotary axes which are perpendicular to each other and independent.
Selon une autre caractéristique les butées sont destinées à être alternativement au cours de la rotation de l'arbre au contact de l'un puis de l'autre des volets symétriques par rapport au sens d'écoulement du fluide.According to another characteristic, the stops are intended to be alternately during the rotation of the shaft in contact with one then the other of the flaps symmetrical with respect to the direction of flow of the fluid.
Selon encore une autre caractéristique le dispositif de l'invention comporte en outre des moyens d'escamotage des butées pour libérer les volets et provoquer l'arrêt du rotor. Selon un mode de réalisation particulier l'axe rotatif est constitué de deux demi-axes alignés et solidarisés par une goupille susceptible d'être rompue à partir d'une certaine valeur d'effort pour mettre les deux volets symétriques en drapeaux.According to yet another characteristic, the device of the invention further comprises means for retracting the stops to release the flaps and cause the rotor to stop. According to a particular embodiment the rotary axis consists of two half-axes aligned and secured by a pin capable of being broken from a certain force value to put the two symmetrical flaps in flags.
Cette rupture intervient par exemple en cas de survitesse ou en cas de charges anormales sur les volets. Le dispositif de l'invention fonctionne dans un espace ouvert où le fluide est en mouvement relatif et ne nécessite aucun carter pour canaliser le fluide.This rupture occurs for example in the event of overspeed or in the event of abnormal loads on the flaps. The device of the invention operates in an open space where the fluid is in relative motion and does not require any casing to channel the fluid.
Le dispositif de l'invention peut être avantageusement utilisé pour l'entraînement en rotation des roues d'un train d'atterrissage d'aéronef avant le contact des pneus avec le sol dans le but de réduire l'usure de la gomme.The device of the invention can advantageously be used for driving the wheels of an aircraft landing gear in rotation before the tires come into contact with the ground in order to reduce the wear of the rubber.
Le dispositif de l'invention peut être également utilisé de façon concomittante pour renforcer les moyens de ventilation ou de refroidissement du système de freinage du train après l'atterrissage.The device of the invention can also be used concomitantly to reinforce the ventilation or cooling means of the train braking system after landing.
Une autre application de l'invention réside dans la relance du rotor d'un autogire en cas de décrochage en vol.Another application of the invention lies in reviving the rotor of an autogyro in the event of a stall in flight.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins sur lesquels : - les figures la et lb représentent, respectivement, une vue de profil en coupe du rotor du dispositif de l'invention et une vue en perspective d'un détail du dispositif de la figure la ;The invention will be better understood on reading the description which follows with reference to the drawings in which: - Figures la and lb show, respectively, a profile view in section of the rotor of the device of the invention and a view in perspective of a detail of the device of Figure la;
- les figures 2a et 2b sont des vues de dessus du dispositif de la figure 1 respectivement en position de fonctionnement et en position débrayée ;- Figures 2a and 2b are top views of the device of Figure 1 respectively in the operating position and in the disengaged position;
- les figures 3a et 3b représentent, respectivement, une vue en perspective et en coupe d'une application du dispositif de l'invention sur une roue ; et,- Figures 3a and 3b show, respectively, a perspective view in section of an application of the device of the invention on a wheel; and,
- la figure 4 illustre l'application du dispositif de l'invention à un autogire.- Figure 4 illustrates the application of the device of the invention to a gyroplane.
Le dispositif représenté sur la figure 1 est placé dans un fluide en mouvement par exemple dans un flux d'air F en mouvement relatif perpendiculairement à un arbre 1 porteur de volets 2a,2b.The device shown in Figure 1 is placed in a moving fluid for example in an air flow F in relative motion perpendicular to a shaft 1 carrying flaps 2a, 2b.
Les volets 2a,2b sont fixés de façon symétrique aux extrémités longitudinales d'un axe rotatif 3 en étant orientés dans des plans perpendiculaires entre-eux.The flaps 2a, 2b are fixed symmetrically to the longitudinal ends of a rotary axis 3 while being oriented in planes perpendicular to each other.
Ainsi, sur la figure la, le volet 2a est représenté perpendiculaire au flux F tandis que le volet 2b est orienté dans le sens du flux F.Thus, in FIG. 1 a, the flap 2a is shown perpendicular to the flow F while the flap 2b is oriented in the direction of the flow F.
L'axe rotatif 3 est, quant à lui, perpendiculaire à l'arbre porteur 1 du rotor. Il est limité dans sa rotation par des butées 4a,4b entre deux positions où respectivement le plan de l'un ou de l'autre des volets 2a,2b symétriques est perpendiculaire au flux F. Les butées 4a,4b sont dans le mode de réalisation des figures la, 2a et 2b sous forme de barres transversales, perpendiculaires à l'arbre 1 et parallèles à l'axe 3 dont les extrémités libres viennent, au cours de la rotation, en contact avec les faces arrières alternativement du volet 2a puis du volet 2b par rapport au flux F. Les volets 2a,2b offrent ainsi alternativement une résistance à l'écoulement du fluide se traduisant par une pression sur le volet 2a ouThe rotary axis 3 is, in turn, perpendicular to the carrier shaft 1 of the rotor. It is limited in its rotation by stops 4a, 4b between two positions where respectively the plane of one or the other of the flaps 2a, 2b symmetrical is perpendicular to the flow F. The stops 4a, 4b are in the embodiment of Figures la, 2a and 2b in the form of transverse bars, perpendicular to the shaft 1 and parallel to the axis 3 whose free ends come, during rotation, in contact with the rear faces alternately of the flap 2a then of the flap 2b with respect to the flow F. The flaps 2a, 2b thus alternately offer resistance to the flow of the fluid resulting in a pressure on the flap 2a or
2b de façon à produire un couple moteur communiqué à l'arbre porteur2b so as to produce a motor torque communicated to the carrier shaft
1 sous forme d'un mouvement de rotation. L'axe rotatif 3 est porté par un berceau 10 solidaire de l'arbre 1.1 in the form of a rotational movement. The rotary axis 3 is carried by a cradle 10 secured to the shaft 1.
Le berceau 10 est adapté à l'axe 3 de manière à favoriser sa rotation avec le minimum de frottement.The cradle 10 is adapted to the axis 3 so as to favor its rotation with the minimum of friction.
De même, l'arbre 1 est monté à l'intérieur d'un manchon cylindrique 4 solidaire à l'une de ses extrémités des butées 4a,4b. Le manchon 4 est pourvu à l'intérieur de paliers 14 entourant l'arbre 1 qui peut être rendu solidaire dudit manchon.Similarly, the shaft 1 is mounted inside a cylindrical sleeve 4 secured to one of its ends of the stops 4a, 4b. The sleeve 4 is provided inside with bearings 14 surrounding the shaft 1 which can be made integral with said sleeve.
Le manchon 4 qui porte les butées 4a et 4b constitue le manchon moteur. En effet le volet moteur 2a porte sur la butée 4a selon un plan de symétrie donc au niveau de la force produite par le fluide. Il s'ensuit que la totalité du couple produit par le fluide est transmis au manchon moteur 4.The sleeve 4 which carries the stops 4a and 4b constitutes the engine sleeve. Indeed, the engine shutter 2a bears on the stop 4a according to a plane of symmetry, therefore at the level of the force produced by the fluid. It follows that the entire torque produced by the fluid is transmitted to the engine sleeve 4.
L'axe rotatif 3, le berceau 10 et l'arbre 1 n'interviennent que pour le positionnement des volets.The rotary axis 3, the cradle 10 and the shaft 1 only intervene for the positioning of the flaps.
Sur la figure lb, les moyens de solidarisation de l'arbre 1 avec le manchon 4 comprennent une fente inclinée 44 pratiquée au travers de la paroi latérale dudit manchon 4 dans laquelle vient s'engager de façon mobile un doigt transversal 41 fixé sur l'arbre 1.In FIG. 1b, the means for securing the shaft 1 with the sleeve 4 comprise an inclined slot 44 made through the side wall of said sleeve 4 in which a transverse finger 41 fixed on the comes to move in a movable manner tree 1.
Ainsi, un déplacement vertical de l'arbre 1 provoque un décalage des positions angulaires relatives de l'arbre 1 et du manchon 4 et donc un décalage angulaire des butées 4a,4b par rapport à l'axe 3 ce qui entraîne une réduction de la puissance du couple moteur.Thus, a vertical displacement of the shaft 1 causes a shift of the relative angular positions of the shaft 1 and of the sleeve 4 and therefore an angular shift of the stops 4a, 4b relative to the axis 3 which results in a reduction in the engine torque power.
Dans un mode de réalisation avantageux, l'arbre 1 est couplé, à sa partie inférieure avec des moyens de déplacement vertical tels qu'une butée à billes 100 associée à un levier 101 de manoeuvre. Sous l'action du levier 101, l'arbre 1 est déplacé en translation selon son axe longitudinal par rapport au manchon 4, tout en effectuant une rotation autour du même axe d'un angle déterminé par les dimensions et l'orientation de la fente 44 de guidage coopérant avec le doigt 41.In an advantageous embodiment, the shaft 1 is coupled, at its lower part with vertical displacement means such as a ball stop 100 associated with a lever 101 for maneuvering. Under the action of the lever 101, the shaft 1 is moved in translation along its longitudinal axis relative to the sleeve 4, while performing a rotation about the same axis by an angle determined by the dimensions and the orientation of the guide slot 44 cooperating with the finger 41.
De cette façon, la manoeuvre du levier commande directement les butées 2a,2b.In this way, the operation of the lever directly controls the stops 2a, 2b.
Si, en outre, la butée à billes est asservie à un instrument de mesure de la vitesse de rotation, on peut alors effectuer une régulation de cette vitesse par escamotage automatique des butées à partir d'un certain nombre de tours par unité de temps. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 2a, 2b, les butées 4a, 4b sont pourvues de découpes 44a, 44b dans lesquelles viennent s'engager les volets 2a,2b lors de leur phase motrice par rotation alternative de l'axe 3.If, in addition, the thrust ball is controlled by an instrument for measuring the speed of rotation, it is then possible to regulate this speed by automatic retraction of the thrusts from a certain number of revolutions per unit of time. According to the embodiment shown in FIGS. 2a, 2b, the stops 4a, 4b are provided with cutouts 44a, 44b in which the flaps 2a, 2b engage during their driving phase by alternating rotation of the axis 3.
Lors du fonctionnement normal du dispositif, l'arbre du rotor 1 et le manchon moteur 4 sont solidarisés par un embrayage ou un crabotage dans la position de la figure 2a.During normal operation of the device, the rotor shaft 1 and the engine sleeve 4 are secured by a clutch or a dog clutch in the position of FIG. 2a.
La figure 2a représente le dispositif de la figure 1 en vue de dessus avec les butées 4a, 4b en position de fonctionnement, c'est-à- dire en contact alternatif avec les volets 2a, 2b. Dans ce cas de figure, l'arbre 1 ainsi que le manchon moteur sont animés du même mouvement de rotation.FIG. 2a represents the device of FIG. 1 in top view with the stops 4a, 4b in the operating position, that is to say in alternating contact with the flaps 2a, 2b. In this case, the shaft 1 and the engine sleeve are driven by the same rotational movement.
Si l'arbre 1 est désolidarisé du manchon moteur 4, le dispositif se met dans l'état illustré par la figure 2b par rotation de l'arbre 1 dans le manchon 4. Les positions intermédiaires entre la figure 2a et 2b peuvent être utilisées dans un but de régulation de la vitesse.If the shaft 1 is detached from the engine sleeve 4, the device goes into the state illustrated in FIG. 2b by rotation of the shaft 1 in the sleeve 4. The intermediate positions between FIG. 2a and 2b can be used in a speed regulation goal.
En effet si le berceau 10 est décalé par rapport aux butées 4a et 4b, le maître-couple de la surface 2a exposée au fluide diminue tandis que le maître-couple de la surface 2b exposée au fluide augmente. Nous avons donc une diminution du couple sur le manchon moteur .Indeed, if the cradle 10 is offset with respect to the stops 4a and 4b, the master torque of the surface 2a exposed to the fluid decreases while the master torque of the surface 2b exposed to the fluid increases. So we have a decrease in the torque on the engine sleeve.
Dans le cas où le dispositif est exposé à des survitesses du fluide importantes et imprévisibles (tempêtes, cyclones, etc.), il est alors intéressant de prévoir une goupille sur l'axe 3 (figure 5) qui est susceptible d'être rompue par cisaillage sous l'action de la force centrifuge s'exerçant sur les volets. La goupille sera cisaillée dans le plan perpendiculaire si des efforts anormaux sont exercés sur les volets.In the case where the device is exposed to significant and unpredictable fluid overspeeds (storms, cyclones, etc.), it is then advantageous to provide a pin on the axis 3 (FIG. 5) which is liable to be broken by shearing under the action of centrifugal force exerted on the flaps. The pin will be sheared in the perpendicular plane if abnormal forces are exerted on the flaps.
Dans ce cas, il est possible également de mettre les volets 2a,2b en drapeaux en libérant les deux demi-axes. Selon encore un autre mode de réalisation (non représenté), il est prévu de monter deux axes rotatifs indépendants et perpendiculaires entre eux pour disposer de quatre volets moteurs.In this case, it is also possible to put the flaps 2a, 2b in flags by releasing the two half-axes. According to yet another embodiment (not shown), provision is made to mount two independent rotary axes perpendicular to each other to have four motor flaps.
On peut également concevoir des modes de réalisation avec plus de deux axes rotatifs mais il faut alors tenir compte de l'encombrement des volets lorsqu'ils sont en phase pré ou post-motrice en augmentant par exemple la longueur des axes ou en réduisant la surface des volets.It is also possible to conceive of embodiments with more than two rotary axes but it is then necessary to take into account the dimensions of the flaps when they are in the pre or post-driving phase by increasing for example the length of the axes or by reducing the surface Shutters.
Le mode de réalisation des figures 3a et 3b est plus particulièrement adapté aux roues des trains d'atterrissage d'aéronefs. Dans ce cas, l'arbre porteur 1 est l'arbre d'une roue R et le ou les axes rotatifs 3 sont portés diamétralement par la jante 11.The embodiment of Figures 3a and 3b is more particularly adapted to the wheels of aircraft landing gear. In this case, the carrier shaft 1 is the shaft of a wheel R and the rotary axis or axes 3 are carried diametrically by the rim 11.
Lors de l'approche de l'aéronef préalablement à l'atterrissage, lorsque le train est sorti, le flux relatif F d'air est sensiblement perpendiculaire à l'arbre 1 des roues R. Les volets 2a,2b symétriques sont donc soumis alternativement à une pression d'air qui engendre un couple moteur entraînant ainsi les roues en rotation à une vitesse proportionnelle à la vitesse de l'aéronef. Lors du contact avec la piste les roues sont donc déjà en rotation et le frottement en est réduit, ce qui permet de limiter l'usure des pneus. De manière avantageuse, le flasque de la jante 11 est pourvue de lumières 11' réalisées au niveau de la projection des volets 2a,2b sur le flasque. Les butées 4a, 4b et l'orientation relative des volets 2a,2b sont alors réalisées de façon à ce qu'au cours de la rotation, le volet moteur fasse un angle compris entre 70* et 80* par rapport au plan du flasque soit entre 20* et 30* par rapport au plan défini par l'axe rotatif 3 et l'arbre entraîné 1. Sur la figure 3b, les butées sont constituées par les bords relevésWhen approaching the aircraft prior to landing, when the train is out, the relative flow F of air is substantially perpendicular to the shaft 1 of the wheels R. The symmetrical flaps 2a, 2b are therefore subjected alternately at an air pressure which generates an engine torque thus driving the wheels in rotation at a speed proportional to the speed of the aircraft. When in contact with the track, the wheels are therefore already in rotation and friction is reduced, which makes it possible to limit tire wear. Advantageously, the flange of the rim 11 is provided with lights 11 ′ produced at the level of the projection of the flaps 2a, 2b on the flange. The stops 4a, 4b and the relative orientation of the flaps 2a, 2b are then produced so that during rotation, the motor flap makes an angle between 70 * and 80 * relative to the plane of the flange or between 20 * and 30 * relative to the plane defined by the rotary axis 3 and the driven shaft 1. In FIG. 3b, the stops are constituted by the raised edges
14 des lumières 11' dont la hauteur au-delà du plan du flasque de la jante 11 détermine l'inclinaison des volets 2a, 2b.14 of the lights 11 ′ whose height beyond the plane of the flange of the rim 11 determines the inclination of the flaps 2a, 2b.
De cette manière, l'air comprimé contre le volet moteur est réfléchi en grande partie contre le flasque au travers de la lumière 11' située à l'aplomb immédiat de la face avant dudit volet. Ce flux d'air réfléchi F est ensuite canalisé à l'intérieur de la roue R vers le système de freinage en vue d'aider le refroidissement de l'ensemble de freinage. Une autre application du dispositif de l'invention réside dans la relance du rotor d'un autogire lors d'un éventuel décrochage en vol. Cette application est illustrée par la figure 4.In this way, the compressed air against the motor shutter is largely reflected against the flange through the light 11 'located directly above the front face of said shutter. This reflected air flow F is then channeled inside the wheel R to the braking system in order to help the cooling of the braking assembly. Another application of the device of the invention lies in the revival of the rotor of a gyroplane during a possible stall in flight. This application is illustrated in Figure 4.
Cette figure représente un autogire G mû par un propulseur P et sustenté grâce à la rotation libre d'un rotor à pales S. Le rotor S n'est pas entraîné mécaniquement. Par suite, si la vitesse de rotation du rotor S diminue, la force de sustentation diminue et l'autogire G commence à tomber, ce qui entraîne, compte-tenu des organes directionnels et notamment de l'empennage, une augmentation de l'angle d'attaque des pales du rotor S.This figure represents an autogyro G driven by a propellant P and supported by the free rotation of a rotor with blades S. The rotor S is not mechanically driven. Consequently, if the speed of rotation of the rotor S decreases, the lift force decreases and the gyroplane G begins to fall, which causes, taking into account the directional members and in particular the tail, an increase in the angle of the rotor blades S.
Lorsque l'angle d'attaque dépasse l'angle de décrochage, les forces aérodynamiques sur chacune des pales sont pratiquement identiques et rien ne permet plus de relancer le rotor S. L'autogire va alors chuter de manière rapide et irrémédiable. Ce phénomène peut être évité grâce au dispositif de l'invention.When the angle of attack exceeds the stall angle, the aerodynamic forces on each of the blades are practically identical and nothing allows the rotor S to be restarted. The autogyro will then drop rapidly and irreparably. This phenomenon can be avoided thanks to the device of the invention.
On prévoit ainsi de réaliser le couplage par un embrayage E entre le rotor S et l'arbre 1 d'un dispositif conforme à l'invention comme représenté sur la figure 4.Provision is therefore made for coupling by a clutch E between the rotor S and the shaft 1 of a device according to the invention as shown in FIG. 4.
Si la rotation des pales du rotor S s'arrête en entraînant la chute de l'autogire G le fuselage L de ce dernier a tendance à s'orienter verticalement, ce qui produit un flux d'air relatif F sensiblement perpendiculaire à l'arbre 1 dans les mêmes conditions que celles évoquées dans la description des figures précédentes.If the rotation of the rotor blades S stops causing the autogyro G to fall, the fuselage L of the latter tends to orient itself vertically, which produces a relative air flow F substantially perpendicular to the shaft. 1 under the same conditions as those mentioned in the description of the preceding figures.
De ce fait, l'axe 3, les volets 2a,2b et l'arbre 1 se mettent en mouvement et grâce à l'embrayage E entraînent le rotor S en rotation en évitant le décrochage de l'autogire G qui peut ainsi reprendre une trajectoire de vol normale en toute sécurité. L'embrayage E peut être commandé soit automatiquement à partir d'un plancher de vitesse déterminée du rotor S, soit manuellement par le pilote lui-même. As a result, the axis 3, the flaps 2a, 2b and the shaft 1 start to move and, thanks to the clutch E, drive the rotor S in rotation avoiding the stalling of the autogyro G which can thus resume a normal safe flight path. The clutch E can be controlled either automatically from a floor of determined speed of the rotor S, or manually by the pilot himself.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'entraînement d'un arbre de rotor (1) sous l'action d'un fluide (F) en mouvement comprenant au moins :1. Device for driving a rotor shaft (1) under the action of a moving fluid (F) comprising at least:
- un axe rotatif (3) solidaire et perpendiculaire à l'arbre, supportant à chacune de ses extrémités un volet (2a,2b) fixé sur l'axe (3) dans un plan perpendiculaire à celui du volet symétrique eta rotary axis (3) integral and perpendicular to the shaft, supporting at each of its ends a flap (2a, 2b) fixed on the axis (3) in a plane perpendicular to that of the symmetrical flap and
- des butées (4a,4b) destinées à limiter la rotation de l'axe (3) entre deux positions où respectivement le plan de l'un ou l'autre des volets symétriques (2a,2b) offre une résistance au fluide de façon à transmettre un couple moteur audit arbre (1).- stops (4a, 4b) intended to limit the rotation of the axis (3) between two positions where respectively the plane of one or the other of the symmetrical flaps (2a, 2b) offers resistance to the fluid so transmitting engine torque to said shaft (1).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux axes rotatifs (3) perpendiculaires entre-eux, et indépendants.2. Device according to claim 1, characterized in that it comprises two rotary axes (3) perpendicular to each other, and independent.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les butées (4a,4b) sont destinées à être alternativement au cours de la rotation de l'arbre au contact de l'un puis de l'autre des volets symétriques (2a,2b) par rapport au sens d'écoulement du fluide.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the stops (4a, 4b) are intended to be alternately during the rotation of the shaft in contact with one then the other of the symmetrical flaps ( 2a, 2b) with respect to the direction of flow of the fluid.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les butées (4a,4b) sont constituées d'une barre transversale s'étendant parallèlement à l'axe rotatif qui est fixe par rapport à l'arbre porteur et dont les extrémités libres viennent lors de la rotation de l'axe au contact de la face arrière des volets par rapport au sens d'écoulement.4. Device according to claim 3, characterized in that the stops (4a, 4b) consist of a transverse bar extending parallel to the rotary axis which is fixed relative to the carrier shaft and whose free ends come during the rotation of the axis in contact with the rear face of the flaps relative to the direction of flow.
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arbre porteur (1) du rotor est un arbre de roue (R) et l'axe rotatif (3) est porté diamétralement par la jante (11) de la roue.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier shaft (1) of the rotor is a wheel shaft (R) and the rotary axis (3) is carried diametrically by the rim (11) of wheel.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens d'escamotage des butées (4a,4b) pour libérer les volets et provoquer l'arrêt du rotor.6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises means for retracting the stops (4a, 4b) to release the flaps and cause the rotor to stop.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe rotatif (3) est constitué de deux demi-axes alignés et solidarisés par une goupille susceptible d'être rompue à partir d'une certaine valeur d'effort pour mettre les deux volets symétriques (2a,2b) en drapeaux.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the rotary axis (3) consists of two half-axes aligned and secured by a pin capable of being broken from a certain force value to put the two symmetrical shutters (2a, 2b) into flags.
8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens d'escamotage des butées comprennent un manchon cylindrique (4) entourant l'arbre porteur (1) de façon coulissante et à l'extrémité duquel sont fixées les butées (4a,4b).8. Device according to claim 6, characterized in that said means for retracting the stops comprise a cylindrical sleeve (4) slidingly surrounding the carrier shaft (1) and at the end of which the stops (4a, 4b) are fixed.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le manchon (4) est rendu solidaire de l'arbre (1) au moyen d'une fente inclinée (44) pratiquée au travers de la paroi latérale dudit manchon (4) et dans laquelle vient s'engager de façon amovible un doigt transversal (41) fixé sur ledit arbre (1).9. Device according to claim 8, characterized in that the sleeve (4) is made integral with the shaft (1) by means of an inclined slot (44) formed through the side wall of said sleeve (4) and in which engages removably a transverse finger (41) fixed on said shaft (1).
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les butées (4a,4b) sont prévues pour que le volet moteur fasse un angle compris entre 20' et 30* par rapport au plan défini par l'axe rotatif (3) et l'arbre entraîné (1).10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stops (4a, 4b) are provided so that the engine shutter makes an angle between 20 'and 30 * relative to the plane defined by the rotary axis ( 3) and the driven shaft (1).
11. Dispositif selon les revendications 5 et 10, caractérisé en ce que les volets (2a,2b) sont associés à des lumières (11') à bord relevés (14) pratiquées dans le flasque de la roue (R) à l'aplomb des volets (2a,2b) et communiquant avec le système de freinage de la roue.11. Device according to claims 5 and 10, characterized in that the flaps (2a, 2b) are associated with lights (11 ') with raised edge (14) formed in the flange of the wheel (R) plumb flaps (2a, 2b) and communicating with the wheel braking system.
12. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications précédentes pour le lancement en rotation des roues (R) d'un train d'atterrissage d'aéronef avant le contact avec le sol.12. Use of the device according to one of the preceding claims for the rotational launching of the wheels (R) of an aircraft landing gear before contact with the ground.
13. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, pour le refroidissement du système de freinage d'un train d'atterrissage.13. Use of the device according to one of claims 1 to 11, for cooling the braking system of a landing gear.
14. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 11 pour la relance du rotor (S) d'un autogire (G) en cas de décrochage en vol. 14. Use of the device according to one of claims 1 to 11 for restarting the rotor (S) of a gyroplane (G) in the event of a stall in flight.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7922452B2 (en) * 2005-12-05 2011-04-12 Flavio Francisco Dulcetti Filho Eolic converter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29808C (en) * H. HAEDER in Schönebeck a. E., Elbthor 7 Wind and water motor with self-regulation
FR367326A (en) * 1906-06-21 1906-10-26 Henri Chambron Drive wheel operated by moving fluid
FR521748A (en) * 1915-12-13 1921-07-19 Marie Louis Jules Roger Labbe Mill system that can be operated by air or water
DE664633C (en) * 1933-01-27 1938-09-03 E H Claude Dornier Dr Ing Screwdriver with two systems of revolving blades
FR1561202A (en) * 1967-12-20 1969-03-28
DE3241908A1 (en) * 1982-11-12 1984-05-17 Manfred Dipl.-Ing. Hübbers (FH), 4450 Lingen Undercarriage for an aircraft

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29808C (en) * H. HAEDER in Schönebeck a. E., Elbthor 7 Wind and water motor with self-regulation
FR367326A (en) * 1906-06-21 1906-10-26 Henri Chambron Drive wheel operated by moving fluid
FR521748A (en) * 1915-12-13 1921-07-19 Marie Louis Jules Roger Labbe Mill system that can be operated by air or water
DE664633C (en) * 1933-01-27 1938-09-03 E H Claude Dornier Dr Ing Screwdriver with two systems of revolving blades
FR1561202A (en) * 1967-12-20 1969-03-28
DE3241908A1 (en) * 1982-11-12 1984-05-17 Manfred Dipl.-Ing. Hübbers (FH), 4450 Lingen Undercarriage for an aircraft

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7922452B2 (en) * 2005-12-05 2011-04-12 Flavio Francisco Dulcetti Filho Eolic converter

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