WO2009059398A1 - Turbine hydroélectrique à impulsion comprenant des buses rotatives - Google Patents

Turbine hydroélectrique à impulsion comprenant des buses rotatives Download PDF

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WO2009059398A1
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steel
axis
pipes
carried
circular ring
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Nabil H. Frangié
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Frangie Nabil H
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F03B1/04—Nozzles; Nozzle-carrying members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/32—Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines with pressure velocity transformation exclusively in rotor, e.g. the rotor rotating under the influence of jets issuing from the rotor, e.g. Heron turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Definitions

  • the present invention intends to provide a machine that produces electric current at a relatively moderate price and without any environmental nuisance.
  • the machine according to the invention aims to produce electric current by simultaneously using the properties of a jet of water coming out of the orifice of a pipe at a certain speed, after having been sensed at a certain height, going through for example, from fifty to one thousand five hundred meters.
  • the water then coming out of the orifice of a pipe has two forces: a reaction force, when it leaves the pipe, and a force of impulse, when the same water strikes the blades of a turbine.
  • This second property is used in electrical production facilities using Pelton turbines, for example.
  • the machine according to the invention comprises a first rotary assembly composed of at least two horizontal pipes, going in two diametrically opposite directions, and bent in their ends so that the jets of water leaving their orifices follow two opposite directions and parallel.
  • the horizontal pipes are integral with a ballast intended to slow the speed of the rotation caused by the exit of the water at a certain speed of the orifices of these pipes.
  • these horizontal pipes are attached to a bar that passes under them and that carries at its center an axis which goes down orthogonally and joins a multiplier gear box whose output axis actuates the rotor of a first generator.
  • the machine according to the invention comprises a second rotary assembly consisting of blades, oriented towards the inside of the circle which they form.
  • These blades are carried by supports, themselves carried by rays going towards the center of the circle. formed by the blades.
  • the rays carry a hollow cylinder which goes down perpendicularly.
  • This hollow cylinder which is wide enough to let the axis carried by the horizontal bar, carries at its lower end a first gear which actuates a second gear whose axis joins a second multiplier gears gear which Taxe de output drives the rotor of a second generator.
  • the machine comprises means for stabilizing the various axes that it contains and power supply means.
  • Figure 1 is a top view of the machine according to the invention.
  • FIG. 2 represents a sectional view of the machine according to the invention along axis I-II presented in FIG. 1. It should be noted that certain elements have not been represented in this figure, such as two columns whose presence would only encumber an already busy figure.
  • FIG. 3 represents the manner in which the blades, the supports and the spokes used in the machine according to the invention are arranged.
  • Figure 4 is an enlargement of the "A" frame drawn in dotted line in Figure 2; it represents in detail the systems for fixing and stabilizing the axes used in the machine according to the invention.
  • the machine according to the invention comprises a pipe 1 (FIGS. 1, 2) for the inlet of the collected water of sufficient height to operate a Pelton turbine.
  • the pipe 1 is fixed.
  • the pipe 1 is extended by a rotary joint 2 which is carried by a support 3 which rests on four beams 4, made of steel for example, themselves supported by a first structure 5, cylindrical at least in its upper part.
  • This first structure can be made of steel, for example.
  • the number of pipes or beams is not limiting.
  • Beams 4 descend, over a short distance, four columns 6 whose enlarged base forms a circular ring 7. On its inner and outer edges, this circular ring 7 carries a ballast 8 whose stem arms are closed on bearings 9.
  • These bearings 9 have the function of minimizing friction when the machine according to the invention is running, and support loads. Therefore, the bearings 9, as well as all other bearings used in the machine according to the invention, can be ball, needle or roller.
  • the water supplied by the pipe 1 is conveyed by two other pipes 10, 11 (FIGS. 1, 2), which are at first vertical, then they are bent one by one. first time at right angles (Figure 2) to become horizontal and go in two diametrically opposite directions, and again bent once, in the same plane, at their ends, so that the outlets 12,13 of the pipes 10, 11, are oriented in two parallel and opposite directions ( Figure 1).
  • the pipes 10,11 pass under the ballast 8 to which they are attached, and exceed this ballast 8 so as to disengage their bent part.
  • the pipes 10, 11 carry a bar 14 of steel, for example, which is integral with them, as well as the ballast 8. From the center of the bar 14, a vertical axis 15 of steel , for example. This axis 15 goes down and is perpendicular to the bar 14.
  • the pipes 10, 11 carry at the rear of the two horizontal elbows which lead to the orifices 12, 13 (FIG. 1), electric motors 59, each operating a needle located in the final part of the pipes 10, 11, which serves, where appropriate, to close the orifices 12, 13.
  • blades 16 Faced with the two orifices 12, 13 (FIG. 1, 2) of the pipes 10, 11 are blades 16.
  • These blades 16 are identical to those which equip the Pelton turbines, that is to say that they are formed of two halves in spoon, connected by their longest edge. The jet of water strikes the ridge thus formed along a path perpendicular to said ridge.
  • these blades 16 are turned towards the inside of the circle they form, that is to say that the notches which divide their two halves are oriented towards the center of the circle formed by the blades 16, and not towards outside.
  • the blades 16 are carried by supports 17 (FIGS. 1, 2, 3) which, when joined together, are welded, for example, form a circle (FIGS. Between the supports 17 and the first structure 5 are bearings 23 ( Figures 1, 2).
  • the supports 17 are carried by spokes 18 (FIGS. 1, 2, 3) which converge towards the center of the circle formed by the supports, without thereby reaching it. For the greater part of their length, starting from the center of the circle to which the spokes 18 converge, these spokes 18 are borne by a circular ring 19 (FIGS. 2, 3), made of steel for example.
  • the small circle 20 ( Figure 3) of the circular ring 19 carries a hollow cylinder 21, made of steel for example ( Figure 2), which is fixed orthogonally to the ring ring 19 and which goes down.
  • the diameter of this hollow cylinder 21 must be large enough to let the shaft 15 freely and also to contain the inner shoulders and bearings intended to facilitate the simultaneous rotation - and in the opposite direction - of the axis 15 and the hollow cylinder 21.
  • the circular ring 19 is carried by concentric bearings 22 (FIGS. 2, 4) which facilitate its rotation and ensure its stability.
  • the bearings 22 are themselves carried by a second structure 24 (FIGS. 2, 4), which is made of steel, for example.
  • the second structure 24 is contained in the first structure 5; it is of cylindrical shape with a horizontal ceiling that supports the bearings 22.
  • the junction between the vertical part and the horizontal part of the structure 24 ( Figure 2) is not at right angles, but by a small part of the ceiling going into slope towards the vertical part.
  • the ceiling of the second structure 24 is pierced with a circular opening sufficient to pass the hollow cylinder 21, and also to contain a fastener element that we will see later.
  • the axis 15 enters a first multiplier gear box 25, the support of which is not shown, and which actuates by an axis 26. the rotor of a first generator 27.
  • the elements intended to stabilize the different axes used in the machine according to the invention will be presented later.
  • the hollow cylinder 21 As for the hollow cylinder 21, it carries at its lower end a first gear 28 (Figure 2).
  • the first gear 28 actuates a second gear 29, which is secured at its center with an axis 30 supported by a device that we will see later.
  • the axis 30 actuates a second multiplier gear box 31, whose support is not shown, which in turn, and thanks to an axis 32, actuates the rotor of a second generator 33.
  • the axis 15 ( Figure 4) is guided in its rotation, inside the hollow cylinder 21, by two bearings: a bearing 34 carried by an inner shoulder 35, and another bearing 36 forced on another shoulder 37 inside.
  • the axis 15 is held by a cylindrical steel frame 38 ( Figure 4) which contains an inner shoulder and a bearing 39.
  • the hollow cylinder 21 As regards the hollow cylinder 21, its stabilization is ensured in the following manner.
  • the hollow cylinder 21 passes into a cylindrical steel frame 40 (FIG. 4) containing an internal shoulder and a bearing 41.
  • the hollow cylinder also passes through another cylindrical steel frame 42 which also contains an inner shoulder and a bearing 43.
  • the axis 30 ( Figure 4), it is supported in the following manner.
  • the upper end of the shaft 30 terminates like that of a flat-headed nail.
  • This flattened head takes place in a cylindrical steel frame 44 containing an inner shoulder which supports a bearing 45.
  • a stop 46 ball for example, which facilitates the rotation of the axis 30. It is likely that the various elements of this attachment will have to be assembled before being installed.
  • the support of the cylindrical steel frames 42,47 is provided by a horizontal steel bar 51 fixed on the walls of the second structure 24.
  • the cylindrical steel frames 38,49 are supported by another horizontal steel bar 52, parallel to the bar 51, placed below it, and also fixed on the walls of the second structure 24.
  • the two horizontal steel bars 51,52 are reinforced by two vertical steel bars 53,54 ( Figure 2) which go from the ceiling to the floor of the second structure 24.
  • the machine according to the invention also comprises:
  • Two metal rings 55,56 (FIG. 2) hung on the beams 4, with the necessary insulation, facing two metal brushes 57, 58 to receive electric current from a source of electric current (not shown), in the purpose of supplying the needle closure systems 59,60 carried by the pipes 10, 11, behind their horizontal elbow (FIG. 1) by electric cables - not shown as well;
  • openings 61 located between the first structure 5 and the second structure 24, at ground level, to ensure the evacuation, through pipes, water used during the running of the machine according to the invention, water whose flow has been facilitated by the inclined portion of the second structure 24.
  • the machine according to the invention operates as follows.
  • the water, collected at a height sufficient to operate a Pelton turbine, arrives at the machine according to the invention by the fixed pipe 1. Then it passes through the rotary joint 2 and then into the pipes 10,11. Leaving the orifices 12, 13 of these pipes 10, 11 in two parallel and opposite directions, the water causes the pipes 10, 11 to rotate, as well as that of the ballast 8, the horizontal bar 14 and the spindle. 15 vertical bar 14 at the center.
  • the pipes 10, 11, the ballast 8, the horizontal bar 14 and the axis 15 form the first rotary system.
  • the water leaving the orifices 12, 13 of the pipes 10, 11 at a certain speed strikes the blades 16 and causes the rotation of the elements depending on these blades 16, that is to say the supports 17, the spokes 18 with the circular ring 19 and the hollow cylinder 21 which is perpendicular to it.
  • the blades 16, the supports 17, the spokes 18 with the circular ring 19 and the hollow cylinder 21 form the second rotary system.
  • the axis 15 which is part of the first system also rotates and the first gearbox 25, in which the axis 15 terminates. , increases the rotational speed of its output axis 26 to the desired level.
  • the axis 26 being integral with the rotor of the first generator 27, its rotation causes a first production of electric current.
  • the hollow cylinder 21 which is part thereof, also rotates and rotates the first toothed wheel 28 which it is secured.
  • This first gear rotates the second gear 29 and the axis 30 which is integral with it and ends in the second multiplier gear box 31.
  • This second multiplier gear box 31 increases the rotational speed of its gear. output axis 32 to the desired level.
  • the axis 32 being integral with the rotor of the second generator 33, its rotation causes a second production of electric current.
  • the total electrical power output of the machine according to the invention is equal to the sum of the electrical output of the two generators 27,33.

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Abstract

La présente invention concerne une machine hydroélectrique. Selon l'invention, la machine comprend :. au moins deux tuyaux (10,11) solidaires d'un lest (8) et d'une barre horizontale (14), portant un axe vertical (15) actionnant une première boîte multiplicatrice d'engrenages (25) puis le rotor d'un premier générateur (27);.des pales (16) en regard des orifices (12,13) des tuyaux (10,11), portées par des supports (17) et des rayons (18), et par une deuxième structure (24), grâce à des roulements (22), les rayons (18) aboutissant à un cylindre creux (21) actionnant, à travers deux roues dentées (28,29) et un axe (30) une deuxième boîte multiplicatrice d'engrenages (31) puis le rotor d'un deuxième générateur (33);.des bâtis en acier cylindriques (38,40,42,44,47,49) portant des épaulements et des roulements (39,41,43,45,46,48,50);.une alimentation électrique alimentant à travers deux cercles métalliques concentriques (55,56) et deux brosses (57,58) deux fermetures à aiguille (59,60).

Description

Turbine hydroélectrique à impulsion comprenant des buses rotatives
L'augmentation de la demande en énergie a poussé les prix du pétrole à la hausse et a aggravé les problèmes d'environnement déjà existants.
Les énergies renouvelables, tant éolienne que solaire, ne parviennent pas, pour diverses raisons, à répondre à une augmentation aussi forte de la demande. L'énergie nucléaire a la possibilité de le faire, mais cela passe par des investissements financiers importants, et rencontre des problèmes de sécurité et d'impopularité qui ne se démentent pas.
La présente invention entend offrir une machine qui produit du courant électrique à un prix relativement modéré et sans aucune nuisance pour l'environnement.
La machine selon l'invention vise à produire du courant électrique en utilisant simultanément les propriétés d'un jet d'eau sortant de l'orifice d'un tuyau à une certaine vitesse, après avoir été captée à une certaine hauteur, allant, par exemple, de cinquante à mille cinq cents mètres. L'eau sortant alors de l'orifice d'un tuyau a deux forces : une force de réaction, lorsqu'elle quitte le tuyau, et une force d'impulsion, lorsque la même eau heurte les pales d'une turbine. Cette deuxième propriété est exploitée dans les installations de production électrique utilisant des turbines Pelton, par exemple.
La machine selon l'invention comprend un premier ensemble rotatif composé d'au moins deux tuyaux horizontaux, allant dans deux directions diamétralement opposées, et coudés dans leurs extrémités de telle sorte que les jets d'eau sortant de leurs orifices suivent deux directions opposées et parallèles. Les tuyaux horizontaux sont solidaires d'un lest destiné à ralentir la vitesse de la rotation engendrée par la sortie de l'eau à une certaine vitesse des orifices de ces tuyaux. De même, ces tuyaux horizontaux sont solidaires d'une barre qui passe sous eux et qui porte en son centre un axe qui va vers le bas orthogonalement et rejoint une boîte multiplicatrice d'engrenages dont l'axe de sortie actionne le rotor d'un premier générateur.
En outre, la machine selon l'invention comprend un deuxième ensemble rotatif composé de pales, orientées vers l'intérieur du cercle qu'elles forment Ces pales sont portées par des supports, eux-mêmes portés par des rayons allant vers le centre du cercle formé par les pales. A une faible distance de ce centre, les rayons portent un cylindre creux qui va vers le bas perpendiculairement. Ce cylindre creux, qui est assez large pour laisser passer l'axe porté par la barre horizontale, porte à son extrémité inférieure une première roue dentée qui actionne une deuxième roue dentée dont l'axe rejoint une deuxième boîte multiplicatrice d'engrenages dont Taxe de sortie actionne le rotor d'un deuxième générateur.
Enfin, la machine selon l'invention comprend des moyens de stabilisation des différents axes qu'elle contient et des moyens d'alimentation en courant électrique.
Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Il convient de souligner que, du fait du très grand nombre de réalisations possibles de la machine selon l'invention, ces figures ne représentent pas le dessin à une échelle donnée. Il en résulte donc que les figures du dessin annexé représentent Ia machine selon l'invention d'une manière schématique et complète, sans se plier aux contraintes d'une installation particulière.
La figure 1 est une vue de haut de la machine selon l'invention.
La figure 2 représente une vue en coupe de la machine selon l'invention suivant l'axe I-II présenté dans la figure 1. Il est à noter que certains éléments n'ont pas été représentés dans cette figure, comme deux colonnes dont la présence ne ferait qu'encombrer une figure déjà bien remplie.
La figure 3 représente la manière dont sont disposés les pales, les supports et les rayons utilisés dans la machine selon l'invention. La figure 4 est un agrandissement du cadre "A" dessiné en pointillé dans la figure 2 ; elle représente en détail les systèmes de fixation et de stabilisation des axes utilisés dans la machine selon l'invention.
La machine selon l'invention comprend un tuyau 1 (figures 1,2) d'arrivée de l'eau captée d'une hauteur suffisante pour faire fonctionner une turbine Pelton. Le tuyau 1 est fixe. A son arrivée dans la machine selon l'invention, le tuyau 1 se prolonge par un joint rotatif 2 qui est porté par un support 3 qui repose sur quatre poutres 4, en acier par exemple, elles-mêmes soutenues par une première structure 5, cylindrique au moins dans sa partie supérieure. Cette première structure peut être faite en acier, par exemple. Le nombre de tuyaux ou de poutres n'est pas limitatif.
Des poutres 4 (figure 2) descendent sur une petite distance quatre colonnes 6 dont la base élargie forme une couronne circulaire 7. Sur ses bords intérieur et extérieur, cette couronne circulaire 7 porte un lest 8 dont les bras en potence se referment sur des roulements 9. Ces roulements 9 ont pour fonction de réduire au maximum les frottements lorsque la machine selon l'invention est en marche, et de supporter des charges. Par conséquent, les roulements 9, ainsi que tous les autres roulements utilisés dans la machine selon l'invention, peuvent être à billes, à aiguilles ou encore à rouleaux.
A la sortie du joint rotatif 2 (figures 1,2), l'eau amenée par le tuyau 1 est acheminée par deux autres tuyaux 10,11 (figures 1,2), qui sont d'abord verticaux, puis ils sont coudés une première fois à angle droit (figure 2) pour devenir horizontaux et aller dans deux directions diamétralement opposées, et encore coudés une fois, dans le même plan, à leurs extrémités, de telle sorte que les orifices de sortie 12,13 des tuyaux 10,11, soient orientés dans deux directions parallèles et opposées (figure 1). Les tuyaux 10,11, passent sous le lest 8 auquel ils sont fixés, et dépassent ce lest 8 de façon à dégager leur partie coudée.
Sous leur partie horizontale, les tuyaux 10,11 (figure 2), portent une barre 14 en acier, par exemple, qui est solidaire d'eux ainsi que du lest 8. Du centre de la barre 14 part un axe 15 vertical en acier, par exemple. Cet axe 15 part vers le bas et il est perpendiculaire à la barre 14.
De plus, les tuyaux 10,11 portent à l'arrière des deux coudes horizontaux qui aboutissent aux orifices 12,13 (figure 1), des moteurs électriques 59,60 actionnant chacun une aiguille située dans la partie finale des tuyaux 10,11, qui sert, le cas échéant, à la fermeture des orifices 12,13. Face aux deux orifices 12,13 (figures 1,2) des tuyaux 10,11, se trouvent des pales 16. Ces pales 16 sont identiques à celles qui équipent les turbines Pelton, c'est-à-dire qu'elles sont formées de deux moitiés en cuiller, reliées par leur bord le plus long. Le jet d'eau vient frapper l'arête ainsi formée suivant une trajectoire perpendiculaire à ladite arête. De plus, ces pales 16 sont tournées vers l'intérieur du cercle qu'elles forment, c'est-à-dire que les échancrures qui divisent leurs deux moitiés sont orientées vers le centre du cercle formé par les pales 16, et non vers l'extérieur.
Les pales 16 sont portées par des supports 17 (figures 1,2,3) qui, réunis en étant soudés, par exemple, forment un cercle (figures 1,3). Entre les supports 17 et la première structure 5 se trouvent des roulements 23 (figures 1,2). Les supports 17 sont portés par des rayons 18 (figures 1,2,3) qui convergent vers le centre du cercle formé par les supports, sans l'atteindre pour autant. Sur la plus grande partie de leur longueur, en partant du centre du cercle vers lequel convergent les rayons 18, ces rayons 18 sont portés par une couronne circulaire 19 (figures 2,3), faite d'acier par exemple.
Le petit cercle 20 (figure 3) de la couronne circulaire 19, porte un cylindre creux 21, fait en acier par exemple (figure 2), qui est fixé orthogonalement à la couronne circulaire 19 et qui va vers le bas. Le diamètre de ce cylindre creux 21 doit être assez grand pour laisser passer l'axe 15 librement et aussi pour contenir les épaulements intérieurs et les roulements destinés à rendre plus facile la rotation simultanée - et en sens inverse - de l'axe 15 et du cylindre creux 21.
La couronne circulaire 19 est portée par des roulements 22 concentriques (figures 2,4) qui facilitent sa rotation et assurent sa stabilité. Les roulements 22 sont eux-mêmes portés par une deuxième structure 24 (figures 2,4), qui est en acier par exemple. La deuxième structure 24 est contenue dans la première structure 5 ; elle est de forme cylindrique avec un plafond horizontal qui supporte les roulements 22. La jonction entre la partie verticale et la partie horizontale de la structure 24 (figure 2) ne se fait pas à angle droit, mais par une petite partie du plafond allant en pente vers la partie verticale. Le plafond de la deuxième structure 24 est percé d'une ouverture circulaire suffisante pour laisser passer le cylindre creux 21, et aussi pour contenir un élément de fixation que nous verrons plus loin.
A son extrémité inférieure, l'axe 15 (figure 2) entre dans une première boîte multiplicatrice d'engrenages 25, dont le support n'est pas montré, et qui actionne par un axe 26 le rotor d'un premier générateur 27. Les éléments destinés à stabiliser les différents axes utilisés dans la machine selon l'invention seront présentés plus loin.
Quant au cylindre creux 21, il porte à son extrémité inférieure une première roue dentée 28 (figure 2). La première roue dentée 28 actionne une deuxième roue dentée 29, qui est solidaire en son centre d'un axe 30 soutenu par un dispositif que nous verrons plus loin. L'axe 30 actionne une deuxième boîte multiplicatrice d'engrenages 31, dont le support n'est pas montré, qui à son tour, et grâce à un axe 32, actionne le rotor d'un deuxième générateur 33.
La stabilisation des différents axes utilisés dans la machine selon l'invention, qui concourent à la production de courant électrique, est assurée de la manière suivante. Il est à noter que les différents épaulements et roulements utilisés à ce effet, bien que contenus dans des bâtis en acier, sont représentés en traits continus, pour la clarté de la lecture des figures.
L'axe 15 (figure 4) est guidé dans sa rotation, à l'intérieur du cylindre creux 21, par deux roulements : un roulement 34 porté par un épaulement 35 intérieur, et un autre roulement 36 forcé sur un autre épaulement 37 intérieur.
De plus, une fois sorti du cylindre creux 21, l'axe 15 est maintenu par un bâti cylindrique en acier 38 (figure 4) qui contient un épaulement intérieur et un roulement 39.
En ce qui concerne le cylindre creux 21, sa stabilisation est assurée de la manière suivante. Dans le plafond de Ia deuxième structure 24, le cylindre creux 21 passe dans un bâti cylindrique en acier 40 (figure 4) contenant un épaulement intérieur et un roulement 41. De plus, et avant d'arriver à la première roue dentée 28, le cylindre creux passe aussi par un autre bâti cylindrique en acier 42 qui contient également un épaulement intérieur et un roulement 43.
Quant à l'axe 30 (figure 4), il est soutenu de la manière suivante. L'extrémité supérieure de l'axe 30 se termine comme celle d'un clou à tête plate. Cette tête aplatie prend place dans un bâti cylindrique en acier 44 contenant un épaulement intérieur qui soutient un roulement 45. En outre, entre l'extrémité aplatie de l'axe 30 et le plafond de la deuxième structure 24 se trouve une butée 46 à billes, par exemple, qui facilite la rotation de l'axe 30. Il est probable que les différents éléments de cette fixation devront être assemblés avant d'être installés.
Puis l'axe 30, avant d'entrer dans la deuxième roue dentée 29, dont il est solidaire, passe par un bâti cylindrique en acier 47 qui contient un épaulement intérieur et un roulement 48. De même, après être sorti de la deuxième roue dentée 29 et avant d'atteindre la deuxième boîte multiplicatrice d'engrenages 31, l'axe 30 passe par un autre bâti cylindrique en acier 49 qui contient un épaulement intérieur et un roulement 50.
Le support des bâtis cylindriques en acier 42,47 est assuré par une barre d'acier 51 horizontale fixée sur les parois de la deuxième structure 24. Les bâtis cylindriques en acier 38,49 sont soutenus par une autre barre d'acier 52 horizontale, parallèle à la barre 51, placée en dessous d'elle, et également fixée sur les parois de la deuxième structure 24.
A leur tour, les deux barres d'acier 51,52 horizontales sont renforcées par deux barres d'acier 53,54 (figure 2) verticales qui vont du plafond au sol de la deuxième structure 24.
Enfin, la machine selon l'invention comprend également :
• deux cercles métalliques 55,56 (figure 2) accrochés aux poutres 4, avec l'isolant nécessaire, auxquels font face deux brosses métalliques 57,58 pour recevoir du courant électrique venant d'une source de courant électrique - non montrée -, dans le but d'alimenter par des câbles électriques - non montrés également - en courant électrique les systèmes de fermeture à aiguille 59,60 portés par les tuyaux 10,11, à l'arrière de leur coude horizontal (figure 1) ;
• des ouvertures 61 (figure 2) situées entre la première structure 5 et la deuxième structure 24, au niveau du sol, pour assurer l'évacuation, à travers des canalisations, de l'eau utilisée pendant la marche de la machine selon l'invention, eau dont l'écoulement aura été facilité par la partie inclinée de la deuxième structure 24.
La machine selon l'invention fonctionne de la manière suivante. L'eau, captée à une hauteur suffisante pour faire fonctionner une turbine Pelton, arrive à la machine selon l'invention par le tuyau 1 fixe. Puis elle passe à travers le joint rotatif 2 et ensuite dans les tuyaux 10,11. En sortant des orifices 12,13 de ces tuyaux 10,11, suivant deux directions parallèles et opposées, l'eau provoque la rotation des tuyaux 10,11, ainsi que celle du lest 8, de la barre 14 horizontale et de l'axe 15 vertical que cette barre 14 porte en son centre. Les tuyaux 10,11, le lest 8, la barre 14 horizontale et l'axe 15, forment le premier système rotatif.
Dans le même temps, l'eau sortant des orifices 12,13 des tuyaux 10,11 à une certaine vitesse frappe les pales 16 et provoque la rotation des éléments dépendant de ces pales 16, c'est-à-dire les supports 17, les rayons 18 avec la couronne circulaire 19 et le cylindre creux 21 qui lui est perpendiculaire. Les pales 16, les supports 17, les rayons 18 avec la couronne circulaire 19 et le cylindre creux 21 forment le deuxième système rotatif.
Toutefois, comme les deux systèmes rotatifs tournent en sens contraire, il faut que le premier de ces systèmes soit ralenti, tout en conservant sa puissance, pour que le deuxième système puisse profiter d'une manière efficace des jets d'eau venant des orifices 12,13 des tuyaux 10,11. C'est le rôle du lest 8 porté par la plate-forme 7 de la colonne 6 grâce aux roulements 9. Ce lest 8 doit être assez pesant pour que le premier système rotatif acquiert un mouvement circulaire uniforme et lent. A titre de comparaison, on pourrait penser à la vitesse de rotation des hélices des grandes éoliennes qui produisent du courant électrique dans une plage de fonctionnement allant de neuf à dix-neuf tours par minute.
Avec le ralentissement de la vitesse de rotation du premier ensemble rotatif, les jets d'eau sortant des orifices 12,13 des tuyaux 10,11 frappent les pales 16 avec plus de force, ce qui permet d'augmenter la production d'électricité du deuxième ensemble rotatif.
Lorsque le premier système rotatif tourne sous l'effet de l'eau sortant des tuyaux 10,11, l'axe 15 qui fait partie du premier système tourne également et la première boîte multiplicatrice d'engrenages 25, dans laquelle l'axe 15 aboutit, augmente la vitesse de rotation de son axe de sortie 26 jusqu'au niveau désiré. L'axe 26 étant solidaire du rotor du premier générateur 27, sa rotation entraîne une première production de courant électrique.
En outre, lorsque le deuxième système rotatif tourne, le cylindre creux 21 qui en fait partie, tourne également et fait tourner la première roue dentée 28 dont il est solidaire. En tournant cette première roue dentée fait tourner la deuxième roue dentée 29 et l'axe 30 qui en est solidaire et qui aboutit dans la deuxième boîte multiplicatrice d'engrenages 31. Cette deuxième boîte multiplicatrice d'engrenages 31 augmente la vitesse de rotation de son axe de sortie 32 jusqu'au niveau désiré. L'axe 32 étant solidaire du rotor du deuxième générateur 33, sa rotation entraîne une deuxième production de courant électrique.
Ainsi, sous l'effet du même jet d'eau, les deux systèmes rotatifs, indépendants l'un de l'autre, produisent chacun de l'électricité.
La production totale de courant électrique de la machine selon l'invention est égale à la somme de la production électrique des deux générateurs 27,33.

Claims

REVENDICATIONS
Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme suit :
1- Machine électrique caractérisée en ce qu'elle comprend :
• un tuyau d'arrivée d'eau (1) communiquant grâce à un joint rotatif (2) avec au moins deux tuyaux (10,11) coudés dans leur partie horizontale pour orienter les jets d'eau sortant de leurs orifices (12,13) suivant deux directions parallèles et opposées;
• un lest (8), auquel les tuyaux (10,11) sont fixés et qui est porté par une plate-forme (7) grâce à des roulements (9), l'ensemble étant porté par des colonnes (6) descendant de poutres (4), elles-mêmes supportées par une première structure (5) cylindrique au moins dans sa partie supérieure, et qui est faite en acier par exemple;
• une barre (14) en acier solidaire du lest (8) et des tuyaux (10,11) qui la soutiennent, du centre de laquelle part en direction du bas et perpendiculairement un axe (15) en acier;
• des pales (16) orientées vers le centre du cercle qu'elles forment, situées en regard des orifices des tuyaux (10,11) et portées par des supports (17) réunis en cercle et portés par des rayons (18) en acier, soutenus par une couronne circulaire (19), en acier, sur la plus grande partie de leur longueur en partant du centre du cercle qu'ils forment, des roulements (23) se trouvant entre le cercle formé par les supports (17) et la paroi de la première structure (5);
• un cylindre creux (21) fixé perpendiculairement au petit cercle (20) de la couronne circulaire (19) et allant vers le bas, le diamètre interne du cylindre creux étant suffisamment grand pour laisser passer librement l'axe (15) et pour loger des épaulements internes (35,37) et des roulements (34,36);
• une deuxième structure (24), comprise dans la première structure (5), supportant des roulements (22) qui facilitent la rotation de la couronne circulaire (19), cette deuxième structure (24) ayant un plafond horizontal, percé en son centre d'un espace circulaire assez grand pour contenir un élément cylindrique en acier (40) portant un roulement (41) et laisser passer le cylindre creux (21), le plafond de cette deuxième structure (24) étant relié au corps vertical par des pentes légères proches de ses bords; • une première boîte multiplicatrice d'engrenages (25) recevant l'axe (15) après son passage dans un élément cylindrique en acier (38), muni d'un épaulement intérieur et d'un roulement (39), et dont l'axe de sortie (26) actionne le rotor d'un premier générateur (27);
• une première roue dentée (28) solidaire du cylindre creux (21) et actionnant une deuxième roue dentée (29) solidaire d'un axe (30) à l'extrémité supérieure aplatie, qui est porté par un élément cylindrique en acier (44) fixé au plafond de la deuxième structure (24) grâce à un épaulement intérieur et à un roulement (45), une butée à billes (46) séparant la tête aplatie de l'axe (30) du plafond de la deuxième structure (24);
• une deuxième boîte multiplicatrice d'engrenages (31) où l'axe (30) aboutit après être passé dans un élément cylindrique en acier (49), comprenant un épaulement intérieur et un roulement (50) et dont l'axe de sortie (32) actionne le rotor d'un deuxième générateur (33);
• une première barre horizontale (51) destinée à assurer la stabilité des bâtis (42,47,) et une deuxième barre horizontale (52) destinée à assurer la stabilité des bâtis (38,49,) ainsi que des barres verticales (53,54) qui viennent renforcer la stabilité des barres horizontales (51,52);
• des moyens électriques extérieurs connectés à deux rails métalliques (55,56) conducteurs portés sous les poutres (4), avec lesquels les brosses (57,58) métalliques portées par des tiges montées sur le tuyau (10) sont en contact pour alimenter des systèmes de fermeture à aiguilles (59,60) se trouvant derrière les coudes horizontaux des tuyaux (10,11);
• des ouvertures (61) situées entre la première structure (5) et la deuxième structure (24), au niveau du sol, pour assurer l'évacuation, à travers des canalisations, de l'eau utilisée pendant la marche de la machine selon l'invention, eau dont l'écoulement aura été facilité par la partie inclinée de la deuxième structure 24.
2- Machine, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des pales (16) orientées vers le centre du cercle qu'elles forment.
3- Machine, selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pales (16) sont portées par des supports (17), eux-mêmes portés par des rayons (18) soutenus par une couronne circulaire (19) en acier. 4- Machine, selon la revendication 1, caractérisée en ce que, sur le petit cercle (20) de la couronne circulaire (19), se trouve fixé un cylindre creux (21), orienté vers le bas perpendiculairement à la couronne circulaire (19), et qui permet la rotation libre de l'axe (15) allant de la barre horizontale (14) à la première boîte multiplicatrice d'engrenages (25).
5- Machine, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend des poutres (4) soutenues par une première structure (5), cylindrique au moins dans sa partie supérieure, et une deuxième structure (24), contenue dans la première structure (5), et qui porte des roulements (22) qui facilitent la rotation de l'ensemble formé par les pales (16) , les supports (17), les rayons (18), la couronne circulaire (19) en acier, le cylindre creux (21), orienté vers le bas perpendiculairement à la couronne circulaire (19), et l'axe (15) allant de la barre horizontale (14) à la première boîte multiplicatrice d'engrenages (25).
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