WO2012098314A1 - Installation energetique adaptee pour exploiter un flux de fluide - Google Patents

Installation energetique adaptee pour exploiter un flux de fluide Download PDF

Info

Publication number
WO2012098314A1
WO2012098314A1 PCT/FR2012/000023 FR2012000023W WO2012098314A1 WO 2012098314 A1 WO2012098314 A1 WO 2012098314A1 FR 2012000023 W FR2012000023 W FR 2012000023W WO 2012098314 A1 WO2012098314 A1 WO 2012098314A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy
wing
energy installation
fluid flow
configuration
Prior art date
Application number
PCT/FR2012/000023
Other languages
English (en)
Inventor
Gérard WILS
Original Assignee
Wils Gerard
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wils Gerard filed Critical Wils Gerard
Priority to EP12706629.8A priority Critical patent/EP2665924A1/fr
Publication of WO2012098314A1 publication Critical patent/WO2012098314A1/fr

Links

Classifications

    • 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
    • F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • F03B17/065—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
    • F03B17/066—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation and a rotor of the endless-chain type
    • 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
    • F03B7/00—Water wheels
    • F03B7/006—Water wheels of the endless-chain type
    • 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
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D5/00—Other wind motors
    • F03D5/02—Other wind motors the wind-engaging parts being attached to endless chains or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2210/00—Working fluid
    • F05B2210/16—Air or water being indistinctly used as working fluid, i.e. the machine can work equally with air or water without any modification
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
    • F05B2240/311—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape flexible or elastic
    • 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
    • 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
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
    • 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
    • Y02E10/70—Wind energy

Definitions

  • the subject of the present invention relates to the field of energy installations; more specifically, the object of the present invention is in the field of energy installations which are adapted to exploit the flow of a fluid.
  • fluids such as liquids such as for example seawater or river water, or fluids such as gases such as air.
  • the object of the present invention thus finds many particularly advantageous applications, such as, for example, the production of electrical energy by exploiting marine or fluvial currents, or the production of electrical energy by exploiting the force of the tides or currents. waves.
  • the turbine of the tidal turbine allows the transformation of hydraulic energy into mechanical energy, which itself is then transformed into electrical energy by an alternator or a generator.
  • WO 2005/054669 discloses a submerged installation which consists of a plurality of panels configured to capture the marine currents. These panels by the force exerted by the currents on their surface are able to move unilaterally on a rail, this to produce electrical energy.
  • a tidal turbine such as that disclosed in the documents BE 373 267, DE 2006008 055, CA 2 565 380, at least partially solves the above disadvantages.
  • the tidal turbine disclosed in each of these three documents comprises a gear system on which are mounted in closed loop transmission means.
  • the sensing means which are configured to collect the marine currents consisting of a system of buckets or rigid panels.
  • the return against current of the capture means involves a resistance force which reduces the efficiency performance of the tidal turbine.
  • the applicant further observes that, with this type of collection means, the stresses exerted on the tidal turbine, in particular at the junction between the sensing means and the transmission means, are very strong so that it risks deteriorate in case of strong currents.
  • the applicant submits in particular that the join between the sensing means and the transmission means is a very sensitive point of rupture.
  • the first bucket (or the first panel) located on the portion facing the current receives a greater portion of hydraulic energy than the last bucket (or the last panel) located on the recessed portion.
  • the sensing means consist of a plurality of parachutes threaded onto a cable which is mounted in a closed loop on a gear system consisting of a single pulley.
  • the object of the present invention is to provide a simple and effective solution to the aforementioned problems among other problems, cost and manufacturing issues obviously being considered in the context of the present invention.
  • One of the technical problems that the object of the present invention solves therefore consists in proposing a solution aimed at generating energy from a fluid stream, the solution provided also aimed at reducing maintenance costs.
  • the object of the present invention relates to an energy installation adapted to exploit a flow of fluid such as for example a marine current, the waves of the sea, a stream of a river or a river, or still the torrent, the waterfall.
  • a flow of fluid such as for example a marine current, the waves of the sea, a stream of a river or a river, or still the torrent, the waterfall.
  • the energy installation according to the present invention comprises a power generation system on which is mounted in a closed loop transmission means.
  • the transmission means according to the present invention is able to drive in rotation the drive energy production system to produce motive power.
  • the power generating system is a gear system.
  • Other systems may also be considered.
  • the energy installation according to the present invention further comprises at least one wing.
  • each wing is capable of presenting at least two configurations, of which:
  • active a first configuration, called active, in which, when the wing is oriented in the direction of the fluid flow, the latter deploys to capture the flow of fluid
  • the transmission means comprises two elongate transmission elements spaced apart at a predetermined spacing; preferably, the two transmission elements are in direct or indirect connection with the power generation system.
  • said at least one wing is fixed directly or indirectly to the two transmission elements and is positioned between the two transmission elements.
  • said at least one wing when said at least one wing is in its active configuration, it captures the flow of fluid driving the transmission means so as to drive in rotation the power generating system.
  • This drive of the motor energy production system via the transmission means is done without said at least one wing jams in the power generation system.
  • this drive in rotation of the drive energy production system by the transmission means allows the production of the motive power.
  • the specific arrangement of the installation and in particular the arrangement of the transmission elements and of said at least one wing, thus makes it possible to obtain an installation offering a good energy efficiency while at the same time drastically reducing the maintenance costs avoiding in particular the wing (s) does not get stuck in the power generating system.
  • the energy installation according to the present invention comprises a generator configured to generate electrical energy from the motive power.
  • the generator is coupled to a multiplier that is configured to amplify the power of the motive power.
  • the energy installation according to the present invention comprises a deployment means fixing directly or indirectly each wing to the transmission elements.
  • the means (s) of deployment is (or are) configured (s) to promote the transition from the active configuration to the rest configuration, or vice versa, this obviously for each wing.
  • each deployment means consists of at least one pair of articulated arms whose proximal ends are attached directly or indirectly to the transmission elements and whose distal ends are fixed directly or indirectly to the wing.
  • Each pair of arms is composed of a first arm and a second arm.
  • the distal ends of the first arm and the second arm respectively comprise a ballast element and a flotation element.
  • the relative positioning of the buoyancy and ballasting elements promotes the deployment and folding of each wing, this in particular according to the direction of the flow of the fluid.
  • the energy installation according to the present invention comprises, for each wing, at least one transverse bar connecting the two transmission elements to each other, and on which each pair of arms is fixed substantially at their respective proximal ends.
  • said at least one wing comprises at least one through hole positioned so as to promote the flow of the fluid flow when said at least one wing is in its active configuration, this in particular to prevent any breakage or tearing thereof.
  • said at least one wing comprises a first and a second portion separated from each other by a space, this space being able to promote the flow of the fluid flow when said at least one wing is in its active configuration, this in particular to avoid any breakage or tearing thereof.
  • the two elongated transmission elements each consist in particular of a slewed transmission cable, which is preferably made of copper.
  • the energy installation according to the present invention comprises an orientation system comprising:
  • a current sensor configured to sense the flow direction of the fluid.
  • the orientation system allows the displacement of the energy installation according to the present invention so as to orient the installation substantially in the direction of the fluid flow.
  • the displacement means comprises a motor and a rudder.
  • the object of the present invention also relates to the use of the energy installation as described above, wherein said energy installation is immersed at least partially in a fluid such as a liquid such as sea water or alternatively in a fluid such as a gas such as air.
  • a fluid such as a liquid such as sea water or alternatively in a fluid such as a gas such as air.
  • the object of the present invention by its various functional and structural aspects, its advantageous characteristics, and the specific arrangement of the transmission elements with each wing, allows the manufacture of an energy installation having a good energy efficiency, and whose maintenance costs are reduced.
  • An advantageous embodiment of the present invention is reserved for the exploitation of the kinetic energy of the cascades and the torrents, described by FIGS. 8 to 12.
  • the present invention adapted to the operation of torrents or cascades is characterized by a system of pallets divided into two parts connected by at least two pairs of pivoting arms around an axis mounted directly on a transmission capable of driving in rotation (R ) the power generation (EM) system.
  • This invention is characterized in comparison with the impeller by a more efficient collection system consisting of many pallets positioned at 90 ° to the current, allowing optimum efficiency.
  • this invention allows a sharp decrease in height of the machine, which facilitates its implementation in the natural environment, while reducing its cost
  • Another advantageous feature of this invention is the possibility of pressurizing the water upstream of the system, which allows it while being compact to achieve high power, much higher than any other system currently available on the market.
  • Another important feature of this innovative system is the maximum respect of the stream on which it feeds, effectively a simple mouth provided with a protective grid located well upstream of the machine puncturing the fluid necessary for proper operation of it.
  • the inlet mouth supplies water to a pipe whose main function is the acceleration of the fluid towards the mill.
  • This mill can be fixed outside the stream, on its output downstream is fixed a second pipe that allows the return of water in the bed of the stream or river.
  • FIGS. 1 to 12 illustrate an example of embodiment that is devoid of any limiting character and on which:
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an energy installation according to an advantageous embodiment of the present invention
  • FIG. 2 represents a schematic view from above of an energy installation according to FIG. 1;
  • FIG. 3a and 3b each show a side view of a wing in the active configuration and the configuration at rest;
  • FIG. 4 schematically shows a perspective view of a wing and transmission elements according to an advantageous embodiment of the present invention
  • FIG. 5a and 5b respectively show schematically a wing according to a first and a second advantageous embodiment of the present invention
  • Fig. 6 schematically shows a perspective view of the motive power generation system according to an advantageous exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 7 schematically shows an exploded perspective view of the transmission elements and a crossbar according to an advantageous embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 schematically shows a side view and front of the sensor system mounted inside a tube.
  • FIG. 9 schematically represents the detail of the system of
  • FIG. 10 schematically shows a possible configuration of a ducted system located in a natural environment.
  • FIG. 11 schematically represents a possible option of a
  • FIG. 12 schematically shows a side view and front of another option of removable half pallets.
  • the object of the present invention relates to an energy installation 100 which is intended to be immersed at least partially in a fluid F such as seawater.
  • the energy installation 100 according to the present invention can therefore be likened to a water turbine as defined above.
  • the present invention can also be installed in the open air to exploit the flow of air like a wind turbine.
  • Other examples of use can still be considered.
  • the energy installation 100 is therefore intended to exploit the hydraulic energy generated by the water or currents F, hereinafter referred to as the general term , x fluid flow F ".
  • the energy installation 100 is mounted on floats or ballasts and comprises an orientation system 60 configured to orient the installation 100 in the direction S of circulation of the F. flow
  • the orientation system 60 comprises a displacement means 61 including in particular a motor 62 and a rudder 63 for moving the energy installation 100 in the desired direction .
  • the orientation system 60 further comprises a current sensor 64 configured to sense or sense the direction S of the fluid flow F.
  • the energy installation 100 is able to orient itself automatically according to the direction S of the flow of the fluid F; advantageously, the orientation system is configured to orient the energy installation 100 substantially in the direction S of the fluid flow F.
  • the energy installation 100 is fixed in the ground by a foot 70 which is positioned opposite the orientation system 60, and which is pivotally mounted here so that the synergy between the foot 70 and the orientation system 60 allows the rotation of the installation 100 along the vertical axis formed by the foot 70.
  • the energy installation 100 comprises a plurality of floats.
  • the energy installation 100 is comparable to a tidal turbine, it is arranged to exploit the hydraulic energy of the marine currents F.
  • the energy installation 100 comprises, in a known manner, a power-generating system 10 consisting here of a gear system 10 on which is mounted in a closed loop.
  • transmission means 20 for transmitting and converting power to electricity.
  • the power generating system 10 may be another system equivalent to the gear system 10, the gear system being retained here for the remainder of the description.
  • the transmission means 20 is configured to drive the gear system 10 in a rotational movement R illustrated in FIG.
  • the transmission means 20 is composed of two transmission elements 21 and 22 elongate each consisting of a slewed transmission cable, which is preferably made of copper. More specifically, in the example described here, the two transmission cables 21 and 22 are stainless steel cables on which is crimped a plurality of copper sleeves 23.
  • the gear system 10 is composed of two pulleys 11 comprising a plurality of notches 12 able to receive the sleeves 23.
  • the two pulleys 11 are interconnected by a plurality of bars 14 which form a "squirrel cage".
  • the energy installation 100 comprises a plurality of wings 30.
  • each wing 30 has an internal face 35, called the sensing face, intended to allow the capture of the fluid flow F and an outer face 36 oriented in the opposite direction to that of the inner face 35.
  • the sensing face 35 has a granular or rough surface so as to increase the sensing surface of said flow
  • the outer face 36 has a smooth surface so as to avoid the relative friction of the wing 30 with the flow F.
  • each wing 30 is capable of presenting at least two configurations C1 and C2.
  • each wing 30 may have a first configuration C1, called active, shown in particular in Figure 3a.
  • This configuration C1 is obtained when the wing 30, and more precisely the inner face 35 of the wing 30, is oriented in the direction S of the fluid flow F.
  • the wing 30 deploys to capture the flow F.
  • a wing 30 able to deploy is advantageous in the sense that it allows to have an optimal capture surface, particularly in relation to conventional panels that are used in the state of the art noted above.
  • Each wing 30 is also able to present a second configuration C2, called rest, shown in particular in Figure 3b.
  • This configuration C2 is obtained when the wing 30, and more specifically the inner face 35 of the wing 30, is oriented in the opposite direction to the direction S of the fluid flow F.
  • This rest configuration C2 allows a return against the current of the wing 30, limiting the energy losses.
  • each wing 30 comprises at least one through hole 34 positioned so as to promote the flow of the fluid flow F when the wing 30 is in its active configuration Cl , this in particular to prevent any breakage or tearing thereof.
  • the through holes 34 are symmetrical and are evenly distributed on the surface of the wing.
  • the wing 30 comprises a first 31 and a second 32 portions separated from each other by a space 33. configured so as to promote the flow of the fluid flow F when the blade 30 is in its active configuration C1, this in particular to prevent any breakage or tearing thereof.
  • wing 30 and through holes 34 and / or space 33 may be considered in the context of the present invention.
  • to limit the maintenance costs is one of the objectives of the present invention.
  • the state of the art reveals that, in the energy installations of the type of those listed above, the wings tend to get stuck in the gear system so that the systems proposed in the state of the art. the technique encounter malfunctions due to this failure.
  • the two transmission cables 21 and 22 are, in a characteristic manner, spaced apart at a given spacing e.
  • each wing 30 is fixed, via a transverse bar 60, to the two transmission cables 21 and 22, and is positioned, typically, between the two transmission cables 21 and 22.
  • the fixing of the transverse bar 60 on the two cables 21 and 22 is preferably carried out by a stainless steel shell which is crimped on the sleeve 23.
  • the wings 30 when at least one of the wings 30 is in its active configuration C1, it senses the flow of fluid F driving the transmission means 20.
  • the drive of the transmission means 20 in turn drives the drive. rotation R of the gear system 10 without said at least one blade 30 becoming jammed in the gear system 10.
  • This arrangement thus ensures the production of EM motive power by exploiting the hydraulic energy of a fluid flow F and in particular avoiding the mechanical problems related to the wing.
  • the energy installation 100 comprises a generator 40 coupled to a multiplier 41.
  • the energy installation 100 comprises, for each wing 30, a deployment means 50 fixing each wing 30 to the transmission cables 21 and 22.
  • the deployment means 50 can fix each wing 30 directly to the transmission cables 21 and 22.
  • the deployment means 50 indirectly fixes each wing 30 to the transmission cables 21 and 22 to the extent that the deployment means 50 is here fixed on the crossbar 60.
  • each deployment means 50 consists of three pairs of arms 51 and 52 hinged together, the proximal ends 51a and 52a are fixed to the transmission cables 21 and 22 through the transverse bar 60, and whose distal ends 51b and 52b are attached directly or indirectly to the wing 30.
  • each deployment means 50 may consist of another number of pairs of arms 51 and 52, as for example in Figures 5a or 5b on which there is provided four pairs of arms 51 and 52.
  • each pair is composed of a first arm 51 and a second arm 52
  • the distal ends 51b and 52b of the first arm 51 and second arm 52 respectively comprise a ballast element 53 and a buoyancy element 54.
  • ballast 53 and buoyancy elements 54 allows the folding or rapid deployment of the wing 30 by virtue of the gravitational force P and the Archimedean thrust A which are exerted respectively by the ballast element 53 and the buoyancy element 54 on the different portions of the wing 30, said forces P and A being opposite to each other.
  • the forces A and P favor the deployment of the wing 30, and in the configuration C2, the forces A and P favor the folding of the wing 30.
  • the applicant furthermore submits that the "squirrel cage" formed by the two pulleys 11 and the plurality of bars 14 makes it possible to promote at each end of the gear system the relative passage from the configuration C1 to the configuration C2 ( Or vice versa).
  • the present invention is distinguished by a system of pallets mounted directly on a transmission 20 which is characterized by a system of pallets 30 divided into two distinct parts 43,44 connected by at least two pairs of arms 51,52 pivoting about an axis 60, being able to drive in rotation (R) the power generation system 10 to produce motive power (EM).
  • R rotation
  • EM motive power
  • the collecting pallets fixed on either side of a transmission whose assembly is fixed inside a tube 75 the open pallets in configuration (Cl) are inside an open compartment 66 at each of its two ends, the collection pallets closed in configuration (C2) located in a compartment 67 open at its lower end and closed at its upper end.
  • the two compartments 66,67 separated by a wall 65 communicate through two squirrel cages provided with notched wheels 15, the squirrel cage generating side 72 in the form of a hollow cylinder having a fluid-tight surface, located in the upper part of the function to position the pickup pallet from the configuration (C2) to the configuration (Cl), the squirrel cage opposite to the generator 73 located in the lower part, allows the passage of the pallet configuration (Cl) to the configuration (C2).
  • the tube 75 is connected on its upper part on the compartment side 66 by a throat 80 which concentrates the fluid flow, it is itself protected by a deflector 90 allowing the evacuation of parasitic objects such as pebbles or tree branches
  • the upstream opening is enlarged by a variable length diverter defined according to the configuration of the land that concentrates the flow of water, as well as its height of water.
  • the second downstream end is located at a lower altitude allowing the good evacuation of the water.
  • Energy installation characterized by at least one notch pulley 15 which provides the connection with the cable or cables equipped with sleeves 23 fixed at regular intervals alternately with shafts 60, or by toothed pulley.
  • Energy installation characterized in that said pallet 30 comprises several portions of material 31,32 separated from each other by a space 33.
  • the present invention comes in a second option, characterized by the mounting of several blade wheels 105 connected by a transmission inside the tube.
  • the present invention makes it possible to produce economical machines, easily put in place in the vein of the current to be used, while respecting the natural environment. Its numerous technical innovations allow its particular use advantageous for individuals or communities located in remote areas or difficult to access.

Abstract

L'objet de la présente invention porte sur une installation énergétique (100) adaptée pour exploiter un flux de fluide (F), ladite installation énergétique (100) comportant : a) un système d'engrenage (10) sur lequel est monté en boucle fermée un moyen de transmission (20), ledit moyen de transmission (20) étant apte à entraîner en rotation (R) le système d'engrenage (10) pour produire de l'énergie motrice (EM), b) au moins une voilure (30) apte à présenter au moins deux configurations (Cl, C2) dont une première configuration (Cl), dite active, dans laquelle, lorsque ladite au moins une voilure (30) est orientée dans le sens (S) du flux du fluide (F), celle-ci (30) se déploie pour capter ledit flux (F), et une deuxième configuration (C2), dite de repos, dans laquelle, lorsque ladite au moins une voilure (30) est orientée dans le sens opposé au sens (S) du flux de fluide (F), celle-ci se replie sur elle- même.

Description

INSTALLATION ENERGETIQUE
ADAPTEE POUR EXPLOITER UN FLUX DE FLUIDE
Domaine technique
L'objet de la présente invention a trait au domaine des installations énergétiques ; plus précisément, l'objet de la présente invention se situe dans le domaine des installations énergétiques qui sont adaptées pour exploiter le flux d'un fluide.
Par fluide au sens de la présente invention, il faut comprendre dans toute la présente description qui suit une substance qui est apte à se déformer continuellement sous l'action d'un effort de cisaillement. Parmi les fluides selon la présente invention, on compte des fluides tels que des liquides comme par exemple l'eau de mer ou l'eau d'un fleuve, ou encore des fluides tels que des gaz comme par exemple l'air.
L'objet de la présente invention trouve ainsi de nombreuses applications particulièrement avantageuses telles que par l'exemple la production d'énergie électrique en exploitant les courants marins ou fluviaux, ou encore la production d'énergie électrique en exploitant la force des marées ou des vagues.
Bien évidemment, d'autres applications avantageuses telles que par exemple dans I'éoiien peuvent également être envisagées dans le cadre de la présente invention.
Etat de la technique
Cesser de puiser dans les ressources naturelles pour produire de l'énergie est devenu un des grands défis menés par notre société, ceci aussi bien pour des raisons écologiques et environnementales que pour des raisons stratégiques, économiques, politiques et financières.
On parle d'énergie verte ou d'énergie sans émission de gaz à effet de serre. Outre le domaine de I'éoiien qui utilise la force des vents ou le photovoltaïque qui utilise l'énergie solaire, il existe pour produire de l'énergie verte des installations subaquatiques ou au moins partiellement immergées qui utilisent la force des flux marins ou fluviaux. Ces installations, connues sous l'appellation générique « hydrolienne », proposent généralement des solutions technologiques aussi ambitieuses que complexes et coûteuses.
De façon classique, dans ces installations, la turbine de l'hydrolienne permet la transformation de l'énergie hydraulique en énergie mécanique, qui elle-même est ensuite transformée en énergie électrique par un alternateur ou une génératrice.
La production d'électricité avec ce genre d'installation présente de façon théorique de bons résultats en termes de rendement. Il est à noter que, par rapport aux éoliennes, les hydroliennes tirent profit de la masse volumique de l'eau, qui est 800 fois plus élevée que celle de l'air.
Toutefois, les contraintes environnementales dans lesquelles les hydroliennes évoluent font que les différentes solutions proposées à ce jour sont très souvent incomplètes.
Immergées dans l'eau, les hydroliennes doivent notamment résister à une forte corrosion : les installations sont souvent soumises à rudes épreuves et les opérations de maintenance sont généralement très difficiles, voire impossibles.
Par ailleurs, il est nécessaire que les hydroliennes ne gênent pas le trafic maritime.
Il est connu dans l'état de la technique des solutions intéressantes.
A titre d'exemple, le document WO 2005/054669 divulgue une installation immergée qui est constituée d'une pluralité de panneaux configurés pour capter les courants marins. Ces panneaux par la force exercée par les courants sur leur surface sont aptes à se déplacer de façon unilatérale sur un rail, ceci afin produire de l'énergie électrique.
Ce genre de solutions n'est toutefois pas complet dans la mesure où le déplacement des panneaux sur le rail ne prévoit pas de retour de sorte que la production d'énergie n'est pas continue, ou, en tout état de cause, n'est pas optimale ; celle-ci est fonction du sens du courant.
Une hydrolienne telle que celle divulguée dans les documents BE 373 267, DE 20 2006 008 055, CA 2 565 380, permet de résoudre au moins partiellement les inconvénients ci-dessus. En effet, l'hydrolienne divulguée dans chacun de ces trois documents comprend un système d'engrenage sur lequel sont montés en boucle fermée des moyens de transmission.
La présence d'un système d'engrenage permet ainsi d'avoir un retour des moyens de captage.
Toutefois, dans ce type d'hydrolienne, les moyens de captage qui sont configurés pour capter les courants marins consistant en un système de godets ou de panneaux rigides.
Avec ce genre de moyens de captage, le retour à contre-courant des moyens de captage implique une force de résistance qui vient réduire les performances de rendement de l'hydrolienne.
Le demandeur observe de plus que, avec ce genre de moyens de captage, les contraintes exercées sur l'hydrolienne, notamment au niveau de la jointure entre les moyens de captage et les moyens de transmission, sont très fortes de sorte qu'elle risque de se détériorer en cas de forts courants. Le demandeur soumet notamment que la jointure entre les moyens de captage et les moyens de transmission est un point de rupture très sensible.
Le demandeur observe en outre qu'avec ce type de moyens le courant n'est pas capté de façon optimale, la surface de captage étant relativement faible.
De plus, il existe une non-homogénéité des forces de courant exercées sur les moyens de captage : le premier godet (ou le premier panneau) situé sur la portion faisant front au courant reçoit une plus grande partie d'énergie hydraulique que le dernier godet (ou le dernier panneau) situé sur la portion en retrait.
Les documents US 3 88 817 et US 2008/0303285 proposent une solution intéressante aux problèmes cités ci-dessus.
Dans ces documents, les moyens de captage consistent en une pluralité de parachutes enfilés sur un câble qui est monté en boucle fermée sur un système d'engrenage constitué d'une unique poulie.
Le demandeur observe toutefois que, avec ce genre de solutions, les parachutes ont tendance à venir se coincer dans le système d'engrenage, et ce notamment au niveau de leurs ficelles de raccordement. Par ailleurs, le déploiement des parachutes dans les documents US 3 88 817 et US 2008/0303285 est très aléatoire, les parachutes pouvant vriller et s'emmêler à chaque turbulence du courant.
Le demandeur observe donc un défaut manifeste en matière d'installation énergétique pour exploiter la force d'un flux de fluide : le demandeur considère que l'état de la technique ne propose pas de solutions satisfaisantes permettant notamment à la fois un bon rendement énergétique et une réduction des coûts de maintenance. Résumé de l'obiet de la présente invention
L'objet de la présente invention est d'apporter une solution simple et efficace aux problèmes précités parmi d'autres problèmes, les problèmes liés aux coûts et à la fabrication étant bien évidemment pris en considération dans le cadre de la présente invention.
Un des problèmes techniques que résout l'objet de la présente invention consiste donc à proposer une solution visant la production énergétique à partir d'un flux de fluide, la solution apportée visant également la réduction des coûts de maintenance.
A cet effet, l'objet de la présente invention porte sur une installation énergétique adaptée pour exploiter un flux de fluide tel que par exemple un courant marin, les vagues de la mer, un courant d'un fleuve ou d'une rivière, ou encore le torrent, la cascade.
Avantageusement, l'installation énergétique selon la présente invention comporte un système de production d'énergie motrice sur lequel est monté en boucle fermée un moyen de transmission.
Le moyen de transmission selon la présente invention est apte à entraîner en rotation le système de production d'énergie motrice pour produire de l'énergie motrice.
Avantageusement, le système de production d'énergie motrice est un système d'engrenage. D'autres systèmes peuvent également être envisagés.
Avantageusement l'installation énergétique selon la présente invention comporte en outre au moins une voilure. Selon la présente invention, chaque voilure est apte à présenter au moins deux configurations dont :
- une première configuration, dite active, dans laquelle, lorsque la voilure est orientée dans le sens du flux de fluide, celle-ci se déploie pour capter le flux de fluide, et
- une deuxième configuration, dite de repos, dans laquelle, lorsque la voilure est orientée dans le sens opposé au sens du flux de fluide, celle-ci se replie sur elle-même.
Avantageusement, le moyen de transmission comporte deux éléments de transmission longilignes écartés entre eux selon un écartement déterminé ; de préférence, les deux éléments de transmission sont en liaison directe ou indirecte avec le système de production d'énergie motrice.
Avantageusement, ladite au moins une voilure est fixée directement ou indirectement aux deux éléments de transmission et est positionnée entre les deux éléments de transmission.
Ainsi, lorsque ladite au moins une voilure est dans sa configuration active, celle-ci capte le flux de fluide entraînant le moyen de transmission en sorte d'entraîner en rotation le système de production d'énergie motrice.
Cet entraînement du système de production d'énergie motrice via le moyen de transmission se fait sans que ladite au moins une voilure ne se coince dans le système de production d'énergie motrice.
Avantageusement, cet entraînement en rotation du système de production d'énergie motrice par le moyen de transmission permet la production de l'énergie motrice.
L'agencement spécifique de l'installation, et notamment l'agencement des éléments de transmission et de ladite au moins une voilure, permet ainsi d'obtenir une installation offrant un bon rendement énergétique tout en réduisant de façon conséquente les coûts de maintenance évitant notamment que la ou les voilures ne se coince(nt) dans le système de production d'énergie motrice.
De préférence, l'installation énergétique selon la présente invention comporte une génératrice configurée pour générer de l'énergie électrique à partir de l'énergie motrice. Avantageusement, la génératrice est couplée à un multiplicateur qui est configuré pour amplifier la puissance de l'énergie motrice.
Avantageusement, pour chaque voilure, l'installation énergétique selon la présente invention comporte un moyen de déploiement fixant directement ou indirectement chaque voilure aux éléments de transmission.
Avantageusement, le (ou les) moyen(s) de déploiement est (ou sont) configuré(s) pour favoriser le passage de la configuration active à la configuration de repos, ou inversement, ceci bien évidemment pour chaque voilure.
Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, chaque moyen de déploiement consiste en au moins une paire de bras articulés entre eux dont les extrémités proximales sont fixées directement ou indirectement aux éléments de transmission et dont les extrémités distales sont fixées directement ou indirectement à la voilure.
Chaque paire de bras est composée d'un premier bras et d'un deuxième bras. Avantageusement, les extrémités distales du premier bras et du deuxième bras comportent respectivement un élément de lestage et un élément de flottaison.
Le positionnement relatif des éléments de flottaison et de lestage favorise le déploiement et le repliement de chaque voilure, ceci en fonction notamment du sens du flux du fluide.
Avantageusement, l'installation énergétique selon la présente invention comporte, pour chaque voilure, au moins une barre transversale reliant les deux éléments de transmission entre eux, et sur laquelle est fixée chaque paire de bras sensiblement au niveau de leurs extrémités proximales respectives.
Avantageusement, ladite au moins une voilure comporte au moins un trou traversant positionné de manière à favoriser l'écoulement du flux de fluide lorsque ladite au moins une voilure est dans sa configuration active, ceci notamment pour éviter toute rupture ou déchirure de celle-ci.
Avantageusement, ladite au moins une voilure comporte une première et une deuxième portions séparées entre elles par un espace, cet espace étant apte à favoriser l'écoulement du flux de fluide lorsque ladite au moins une voilure est dans sa configuration active, ceci notamment pour éviter toute rupture ou déchirure de celle-ci. Avantageusement, les deux éléments de transmission longilignes consistent chacun notamment en un câble de transmission manchonné, qui de préférence est en cuivre.
Avantageusement, l'installation énergétique selon la présente invention comporte un système d'orientation comprenant :
- un moyen de déplacement configuré pour déplacer ladite installation ; et
- un capteur de courant configuré pour capter le sens du flux de fluide.
Ainsi, le système d'orientation permet le déplacement de l'installation énergétique selon la présente invention en sorte d'orienter l'installation sensiblement dans le sens du flux du fluide.
Dans une variante de réalisation avantageuse de la présente invention, le moyen de déplacement comporte un moteur et un gouvernail.
Corrélativement, l'objet de la présente invention porte également sur l'utilisation de l'installation énergétique telle que décrite ci-dessus, dans laquelle ladite installation énergétique est immergée au moins partiellement dans un fluide tel qu'un liquide comme par exemple de l'eau de mer ou alternativement dans un fluide tel qu'un gaz comme par exemple de l'air.
Ainsi, l'objet de la présente invention, par ses différents aspects fonctionnels et structurels, ses caractéristiques avantageuses, et l'agencement spécifique des éléments de transmission avec chaque voilure, permet la fabrication d'une installation énergétique présentant un bon rendement énergétique, et dont les coûts de maintenance sont réduits.
Une variante de réalisation avantageuse de la présente invention est réservée à l'exploitation de l'énergie cinétique des cascades et des torrents, décrite par les figures 8 à 12.
Le nouveau système de captage, étant positionné à l'intérieur d'un compartiment étanche ce montage autorise une mise en pression du fluide situé en aval augmentant ainsi le rendement énergétique de l'installation. Ce nouveau procédé remplacera avantageusement le moulin à eau traditionnel, équipé d'une roue à aubes. Avantageusement la présente invention adaptée à l'exploitation des torrents ou cascades se caractérise par un système de palettes divisées en deux parties reliées par au moins deux paires de bras pivotantes autours d'un axe montées directement sur une transmission apte à entraîner en rotation (R) le système de production d'énergie motrice (EM).
Cette invention se caractérise par rapport à la roue à aube par un système de captage plus performant constitué de nombreuses palettes positionnées à 90° face au courant, permettant un rendement optimum.
De plus cette invention permet une forte diminution en hauteur de la machine, ce qui facilite son implantation dans le milieu naturel, tout en diminuant son coût
d'implantation.
Une autre caractéristique avantageuse de cette invention est la possibilité de mise en pression de l'eau en amont du système, ce qui lui permet tout en étant compact d'atteindre de fortes puissances, largement supérieures à tout autre système disponible actuellement sur le marché.
Une autre caractéristique importante de ce système innovant est le respect maximal du cours d'eau sur lequel il s'alimente, effectivement une simple bouche munie d'une grille de protection située bien en amont de la machine vient ponctionner le fluide nécessaire au bon fonctionnement de celui-ci. La bouche d'entrée alimente en eau un tuyau dont sa fonction principale est l'accélération du fluide vers le moulin. Ce moulin peut être fixé en dehors du cours d'eau, sur sa sortie en aval est fixé un deuxième tuyau qui autorise le retour de l'eau dans le lit du torrent ou de la rivière. Ce montage avantageux apporte une grande simplicité pour toutes les opérations de contrôle et de maintenance.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous, en référence aux figures 1 à 12 annexées qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquelles :
- la figure 1 représente une vue schématique de côté d'une installation énergétique selon un exemple de réalisation avantageux de la présente invention ;
- la figure 2 représente une vue schématique de dessus d'une installation énergétique conforme à la figure 1 ;
- les figures 3a et 3b représentent chacune une vue de côté d'une voilure selon la configuration active et selon la configuration au repos ;
- la figure 4 représente de façon schématique une vue en perspective d'une voilure et des éléments de transmission selon un exemple de réalisation avantageux de la présente invention ;
- les figures 5a et 5b représentent respectivement de façon schématique une voilure selon un premier et un deuxième exemple de réalisation avantageux de la présente invention ;
- la figure 6 représente de façon schématique une vue en perspective du système de production d'énergie motrice selon un exemple de réalisation avantageux de la présente invention ;
- la figure 7 représente de façon schématique une vue éclatée en perspective des éléments de transmission et d'une barre transversale selon un exemple de réalisation avantageux de la présente invention.
- la figure 8 représente de façon schématique une vue de coté et de face du système de captage monté à l'intérieur d'un tube.
- la figure 9 représente de façon schématique le détail du système de
palettes conforme à la figure 8
- la figure 10 représente de façon schématique une configuration possible d'u système caréné situé dans un milieu naturel.
- la figure 11 représente de façon schématique une option possible d'un
système de captage différent, constitué de plusieurs mini roues à aubes, fixées les unes derrières les autres. - la figure 12 représente de façon schématique une vue de coté et de face d'une autre option de demi palettes amovibles.
Description détaillée d'un exemple de réalisation de la présente invention
Une installation énergétique conforme à un exemple de réalisation avantageux de la présente invention va maintenant être décrite dans ce qui suit en faisant référence conjointement aux figures 1 à 7.
Concevoir une installation énergétique assurant un bon rendement énergétique en minimisant les coûts de maintenance et en réduisant les problèmes liés à la mécanique et la transmission de mouvement est un des objectifs de la présente invention.
A cet effet, dans l'exemple de réalisation décrit ici, l'objet de la présente invention porte sur une installation énergétique 100 qui est destinée à être immergée au moins partiellement dans un fluide F tel que l'eau de mer.
Dans l'exemple décrit ici, l'installation énergétique 100 selon la présente invention peut donc être assimilée à une hydrolienne telle que définie précédemment.
Toutefois, comme évoqué ci-dessus, la présente invention peut également être installée à l'air libre pour exploiter le flux de l'air comme une éolienne. D'autres exemples d'utilisation peuvent encore être envisagés.
Dans l'exemple de réalisation décrit ici, l'installation énergétique 100 selon la présente invention est donc destinée à exploiter l'énergie hydraulique générée par le ou les courants de l'eau F, désigné ci-après sous l'appellation générale ,xflux de fluide F".
A cet effet, comme illustré sur la figure 1, l'installation énergétique 100 selon la présente invention est montée sur des flotteurs ou des ballastes et comporte un système d'orientation 60 configuré pour orienter l'installation 100 dans le sens S de circulation du flux F.
Plus précisément, dans l'exemple décrit ici, et comme illustré dans la figure 1, le système d'orientation 60 comporte un moyen de déplacement 61 comprenant notamment un moteur 62 et un gouvernail 63 pour déplacer l'installation énergétique 100 dans la direction souhaitée. Le système d'orientation 60 comporte en outre un capteur de courant 64 configuré pour capter ou détecter le sens S du flux de fluide F.
Ainsi, grâce à ce système d'orientation 60, l'installation énergétique 100 est capable de s'orienter automatiquement en fonction du sens S du flux du fluide F ; avantageusement, le système d'orientation est configuré pour orienter l'installation énergétique 100 sensiblement dans le sens S du flux du fluide F.
Comme illustré ici en figure 1, l'installation énergétique 100 est fixée dans le sol par un pied 70 qui est positionné à l'opposé du système d'orientation 60, et qui est ici monté pivot de sorte que la synergie entre le pied 70 et le système d'orientation 60 permet la rotation de l'installation 100 selon l'axe vertical formé par le pied 70.
Dans l'exemple de réalisation décrit ici, et comme illustré en figure 1, l'installation énergétique 100 comporte une pluralité de flotteurs.
Comme énoncé ci-dessus, l'installation énergétique 100 selon la présente invention est assimilable à une hydrolienne, celle-ci est donc agencée pour exploiter l'énergie hydraulique des courants marins F.
Dans l'exemple décrit ici, et comme illustré en figures 1 et 6a, l'installation énergétique 100 comporte de façon connue un système de production d'énergie motrice 10 consistant ici en un système d'engrenage 10 sur lequel est monté en boucle fermée un moyen de transmission 20.
Comme évoqué précédemment, il s'agit d'un exemple illustratif qui n'a pas un caractère limitatif. On comprend donc que le système de production d'énergie motrice 10 peut être un autre système équivalent au système d'engrenage 10, le système d'engrenage étant retenu ici pour la suite de la description.
Dans l'exemple décrit ici, pour transformer l'énergie hydraulique du flux F en énergie motrice EM, le moyen de transmission 20 est configuré pour entraîner le système d'engrenage 10 selon un mouvement de rotation R illustré en figure 1.
Dans l'exemple décrit ici, et comme illustré notamment en figure 7, le moyen de transmission 20 est composé de deux éléments de transmission 21 et 22 longilignes consistant chacun en un câble de transmission manchonné, qui de préférence est en cuivre. Plus précisément, dans l'exemple décrit ici, les deux câbles de transmission 21 et 22 sont des câbles en inox sur lesquels est sertie une pluralité de manchons 23 en cuivre.
Dans l'exemple décrit ici, et comme illustré en figure 6, le système d'engrenage 10 est composé de deux poulies 11 comprenant une pluralité d'encoches 12 aptes à recevoir les manchons 23.
Les deux poulies 11 sont reliées entre elles par une pluralité de barres 14 qui forme une « cage d'écureuil ».
Le mouvement relatif des câbles de transmissions 21 et 22 par rapport au système d'engrenage 10 permet l'entraînement des deux poulies 11 par l'action des manchons 23 dans les encoches 12.
Bien évidemment, d'autres systèmes d'entraînement peuvent être envisagés dans le cadre de la présente invention.
Pour capter l'énergie hydraulique et entraîner les câbles de transmission 21 et 22 afin de transformer l'énergie hydraulique en énergie motrice EM, l'installation énergétique 100 comporte une pluralité de voilures 30.
Dans l'exemple décrit ici, et comme illustré en figures 5a et 5b, chaque voilure 30 présente une face interne 35, dite face de captage, destinée à permettre le captage du flux du fluide F et une face externe 36 orientée dans le sens opposé à celui de la face interne 35.
Dans l'exemple décrit ici, la face de captage 35 présente une surface granuleuse ou rugueuse de sorte à pouvoir augmenter la surface de captage dudit flux, et la face externe 36 présente une surface lisse de sorte à éviter les frottements relatifs de la voilure 30 avec le flux F.
Bien évidemment, d'autres configurations pour les surfaces des faces externes
36 et interne 35 peuvent être envisagées pour atteindre les effets recherchés ici, à savoir optimiser le captage de l'énergie hydraulique du flux.
Dans l'exemple décrit ici, chaque voilure 30 est apte à présenter au moins deux configurations Cl et C2.
Parmi ces deux configurations, chaque voilure 30 peut présenter une première configuration Cl, dite active, représentée notamment en figure 3a. Cette configuration Cl est obtenue lorsque la voilure 30, et plus précisément la face interne 35 de la voilure 30, est orientée dans le sens S du flux du fluide F.
Dans cette configuration Cl, la voilure 30 se déploie pour capter le flux F.
L'utilisation d'une voilure 30 apte à se déployer est avantageuse dans le sens où elle permet d'avoir une surface de captage optimale, ceci notamment par rapport aux panneaux classiques qui sont utilisés dans l'état de la technique relevé précédemment.
Chaque voilure 30 est également apte à présenter une deuxième configuration C2, dite de repos, représentée notamment en figure 3b.
Cette configuration C2 est obtenue lorsque la voilure 30, et plus précisément la face interne 35 de la voilure 30, est orientée dans le sens opposé au sens S du flux de fluide F.
Dans cette configuration C2, la voilure 30 se replie sur elle-même.
Cette configuration de repos C2 permet un retour à contre-courant de la voilure 30, en limitant les pertes d'énergie.
Dans une première variante de réalisation décrite ici, et comme illustré notamment en figure 5a, chaque voilure 30 comporte au moins un trou traversant 34 positionné de manière à favoriser l'écoulement du flux de fluide F lorsque la voilure 30 est dans sa configuration active Cl, ceci notamment pour éviter toute rupture ou déchirure de celle-ci.
Différentes configurations telles que celle illustrée en figure 5a peuvent être envisagées dans le cadre de la présente invention. De préférence, comme dans l'exemple décrit en figure 5a, les trous traversant 34 sont symétriques et sont répartis de façon homogène sur la surface de la voilure.
Dans une deuxième variante de réalisation décrite ici (qui peut éventuellement être combinée à la première variante ci-dessus), et comme illustré notamment en figure 5b, la voilure 30 comporte une première 31 et une deuxième 32 portions séparées entre elles par un espace 33 configuré en sorte de favoriser l'écoulement du flux de fluide F lorsque la voilure 30 est dans sa configuration active Cl, ceci notamment pour éviter toute rupture ou déchirure de celle-ci.
Bien évidemment, d'autres configurations de voilure 30 et de trous traversant 34 et/ou d'espace 33 peuvent être envisagées dans le cadre de la présente invention. Pour rappel, comme développé précédemment, permettre de limiter les coûts de maintenance est un des objectifs de la présente invention. A cet effet, l'état de la technique révèle que, dans les installations énergétiques du type de celles recensées ci-dessus, les voilures ont tendance à se coincer dans le système d'engrenage de sorte que les systèmes proposés dans l'état de la technique rencontrent des dysfonctionnements du fait de cette défaillance.
Réduire les problèmes relatifs à cette défaillance, et notamment ce coinçage, est un des objectifs de la présente invention.
A cet effet, comme illustré en figure 1 et en figure 4, les deux câbles de transmission 21 et 22 sont, de façon caractéristique, écartés entre eux selon un écartement déterminé e.
Par ailleurs, chaque voilure 30 est fixée, par l'intermédiaire d'une barre transversale 60, aux deux câbles de transmission 21 et 22, et est positionnée, de façon caractéristique, entre les deux câbles de transmission 21 et 22.
Comme illustré en figure 7, la fixation de la barre transversale 60 sur les deux câbles 21 et 22 est réalisée de préférence par une coque en inox qui est sertie sur le manchon 23.
Ainsi, grâce à cet agencement caractéristique de la présente invention, lors de son passage de la configuration active Cl vers la configuration de repos C2 (ou inversement) au niveau du système d'engrenage 10, la voilure 30 ne risque pas de se coincer accidentellement au niveau des poulies 11.
Plus précisément, lorsqu'au moins une des voilures 30 est dans sa configuration active Cl, celle-ci capte le flux de fluide F entraînant le moyen de transmission 20. L'entraînement du moyen de transmission 20 entraîne à son tour l'entraînement en rotation R du système d'engrenage 10 sans que ladite au moins une voilure 30 ne se coince dans le système d'engrenage 10.
Cet agencement assure ainsi la production d'énergie motrice EM en exploitant l'énergie hydraulique d'un flux de fluide F et en évitant notamment les problèmes mécaniques liés à la voilure.
L'indépendance fonctionnelle de la transmission et du captage du flux, qui est caractéristique de la présente invention, permet d'optimiser le rendement énergétique et de limiter les problèmes de transmission de mouvement et d'énergie. Comme illustré notamment en figure 2, pour transformer l'énergie motrice EM en énergie électrique EE, l'installation énergétique 100 comporte une génératrice 40 couplée à un multiplicateur 41.
Pour permettre un meilleur déploiement et repliement de la voilure 30 lors des passages respectifs de la configuration Cl à la configuration C2 ou inversement, l'installation énergétique 100 selon la présente invention comporte, pour chaque voilure 30, un moyen de déploiement 50 fixant chaque voilure 30 aux câbles de transmission 21 et 22.
Le moyen de déploiement 50 peut fixer chaque voilure 30 directement aux câbles de transmission 21 et 22.
Toutefois, dans l'exemple décrit ici, et comme illustré notamment en figure 4, le moyen de déploiement 50 fixe indirectement chaque voilure 30 aux câbles de transmission 21 et 22 dans la mesure où le moyen de déploiement 50 est ici fixé sur la barre transversale 60.
Dans l'exemple de réalisation décrit ici, et comme illustré notamment en figures 2 et 4, chaque moyen de déploiement 50 consiste en trois paires de bras 51 et 52 articulés entre eux dont les extrémités proximales 51a et 52a sont fixées aux câbles de transmission 21 et 22 par l'intermédiaire de la barre transversale 60, et dont les extrémités distales 51b et 52b sont fixées directement ou indirectement à la voilure 30.
Bien évidemment, chaque moyen de déploiement 50 peut être constitué d'un autre nombre de paires de bras 51 et 52, comme par exemple sur les figures 5a ou 5b sur lesquelles il est prévu quatre paires de bras 51 et 52.
Dans l'exemple de réalisation décrit ici, considérant comme illustré notamment sur les figures 3a et 4 que chaque paire est composée d'un premier bras 51 et d'un deuxième bras 52, de façon avantageuse, les extrémités distales 51b et 52b du premier bras 51 et du deuxième bras 52 comportent respectivement un élément de lestage 53 et un élément de flottaison 54.
Comme illustré sur les figures 3a et 3b, cet agencement d'éléments de lestage 53 et de flottaison 54 permet le repliement ou le déploiement rapide de la voilure 30 grâce à la force de pesanteur P et à la poussée d'Archimède A qui sont exercées respectivement par l'élément de lestage 53 et par l'élément de flottaison 54 sur les différentes portions de la voilure 30, lesdites forces P et A étant opposées l'une de l'autre.
Ainsi, dans la configuration Cl, les forces A et P favorisent le déploiement de la voilure 30, et dans la configuration C2, les forces A et P favorisent le repliement de la voilure 30.
Le demandeur soumet par ailleurs que la « cage d'écureuil » formée par les deux poulies 11 et la pluralité de barres 14 permet de favoriser au niveau de chaque extrémité du système d'engrenage le passage relatif de la configuration Cl à la configuration C2 (ou inversement).
Ainsi, grâce aux différentes caractéristiques techniques structurelles et fonctionnelles de l'installation énergétique 100 telles que décrites ci-dessus, il est possible d'obtenir des rendements en production énergétique très avantageux et de réduire de façon conséquente les problèmes mécaniques lies par exemple aux voilures qui ont tendance à se coincer dans le système d'engrenage.
Description détaillée d'un exemple de réalisation de la présente invention réservée à l'exploitation des cascades et torrents. Une installation énergétique conforme à un exemple de réalisation avantageux de la présente invention va maintenant être décrite dans ce qui suit en faisant référence conjointement aux figures 8 à 12.
La présente invention se différencie par un système de palettes montées directement sur une transmission 20 qui se caractérise par un système de palettes 30 divisées en deux parties distinctes 43,44 reliées par au moins deux paires de bras 51,52 pivotantes autours d'un axe 60, étant apte à entraîner en rotation (R) le système de production d'énergie motrice 10 pour produire de l'énergie motrice (EM).
Les palettes de captage fixées de part et d'autre d'une transmission dont l'ensemble est fixé à l'intérieur d'un tube 75, les palettes ouvertes en configuration (Cl) sont à l'intérieur d'un compartiment 66 ouvert à chacune de ses deux extrémités, les palettes de captage fermées en configuration (C2) situé dans un compartiment 67 ouvert à son extrémité inférieure et fermée à son extrémité supérieure. Les deux compartiments 66,67 séparés par une paroi 65 communiquent par l'intermédiaire de deux cages d'écureuils munies de roues à encoches 15, la cage d'écureuil coté génératrice 72 en forme de cylindre creux possédant une surface étanche au fluide, située en partie supérieure à la fonction de positionner la palette de captage de la configuration (C2) vers la configuration (Cl), la cage d'écureuil coté opposé à la génératrice 73 située en partie inférieure, permet le passage de la palette de la configuration (Cl) vers la configuration (C2). Le tube 75 est relié sur sa partie supérieure coté compartiment 66 par un avaloir 80 qui concentre le flux du fluide, il est lui-même protégé par un déflecteur 90 permettant l'évacuation des objets parasites tel que les cailloux ou branches d'arbres
L'ouverture située en amont est agrandie par un avaloir de longueur variable définie suivant la configuration du terrain qui concentre le flux de l'eau, ainsi que sa hauteur d'eau.
La deuxième extrémité en aval est située à plus faible altitude permettant la bonne évacuation de l'eau. Installation énergétique caractérisée par au moins une poulie à encoches 15 qui assure la liaison avec le ou les câbles équipés de manchons 23 fixés à intervalles réguliers en alternance avec des axes 60, ou par poulie crantée. Installation énergétique caractérisée en ce que la dite palette 30 comporte plusieurs portions de matière 31,32 séparées entre elles par un espace 33.
La présente invention se décline en une deuxième option, caractérisée par le montage de plusieurs roues à aube 105 reliées par une transmission à l'intérieur du tube.
Installation énergétique caractérisée en option trois suivant la figure 12 par le montage d'une paroi souple continu étanche 110 de part et d'autre de la
transmission sur le quel se trouve une palette 30 fixée pivotante,
qui favorise l'écoulement du flux de fluide (F) et la répartition des efforts sur toutes les voilures.
La présente invention permet de réaliser des machines économiques, facilement mise en place dans la veine du courant à exploiter, tout en respectant le milieu naturel. Ses nombreuses innovations techniques permettent son utilisation particulièrement avantageuse pour des particuliers ou des collectivités situés dans des zones reculées ou difficile d'accès.
Cette description détaillée porte sur un exemple de réalisation particulier de la présente invention, mais qu'en aucun cas cette description ne revêt un quelconque caractère limitatif à l'objet de l'invention ; bien au contraire, elle a pour objectif d'ôter toute éventuelle imprécision ou toute mauvaise interprétation des revendications.

Claims

REVENDICATIONS
1. Installation énergétique (100) adaptée pour exploiter un flux de fluide (F), ladite installation énergétique (100) comportant :
a) un système de production d'énergie motrice (10) sur lequel est monté en boucle fermée un moyen de transmission (20), ledit moyen de transmission (20) étant apte à entraîner en rotation (R) ledit système de production d'énergie motrice (10) pour produire de l'énergie motrice (EM),
b) au moins une voilure (30) apte à présenter au moins deux configurations (Cl, C2) dont une première configuration (Cl), dite active, dans laquelle, lorsque ladite au moins une voilure (30) est orientée dans le sens (S) du flux du fluide (F), celle-ci (30) se déploie pour capter ledit flux (F), et une deuxième configuration (C2), dite de repos, dans laquelle, lorsque ladite au moins une voilure (30) est orientée dans le sens opposé au sens (S) du flux de fluide (F), celle-ci se replie sur elle- même,
ladite installation énergétique (100) étant caractérisée en ce que le moyen de transmission (20) comporte deux éléments de transmission (21, 22) longilignes écartés entre eux selon un écartement déterminé (e), en ce que ladite au moins une voilure (30) est fixée directement ou indirectement aux deux éléments de transmission (21, 22) et est positionnée entre lesdits deux éléments de transmission (21, 22), en ce qu'elle comporte, pour chaque voilure (30), un moyen de déploiement (50) fixant directement ou indirectement chaque voilure (30) aux deux éléments de transmission (21, 22), et configuré pour favoriser le passage de la configuration active (Cl) à la configuration de repos (C2), ou inversement, et en ce que chaque moyen de déploiement (50) comprend au moins une paire de bras (51, 52) articulés entre eux dont les extrémités proximales (51a, 52a) sont fixées directement ou indirectement aux éléments de transmission (21, 22) et dont les extrémités distales (51b, 52b) sont fixées directement ou indirectement à la voilure (30),
pour que, lorsque ladite au moins une voilure (30) est dans sa configuration active (Cl), celle-ci capte le flux de fluide (F) entraînant le moyen de transmission (10) en sorte d'entraîner en rotation (R) le système de production d'énergie motrice (10) sans que ladite au moins une voilure (30) ne se coince dans le système de production d'énergie motrice (10), ceci afin de produire de l'énergie motrice (EM).
2. Installation énergétique (100) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une génératrice (40) configurée pour générer de l'énergie électrique (EE) à partir de l'énergie motrice (EM).
3. Installation énergétique (100) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la génératrice (40) est couplée à un multiplicateur (41) configuré pour adapter la vitesse de rotation de l'énergie motrice (EM), par rapport à l'énergie motrice (10).
4. Installation énergétique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, chaque paire étant composée d'un premier bras (51) et d'un deuxième bras (52), caractérisée en ce que les extrémités distales (51b, 52b) du premier bras (51) et du deuxième bras (52) comportent respectivement un élément de lestage (53) et un élément de flottaison (54).
5. Installation énergétique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une barre transversale (60) reliant les deux éléments de transmission (21, 22) entre eux, et sur laquelle sont fixés chaque paire de bras (51, 52) sensiblement au niveau de leurs extrémités proximales (51a, 52a) respectives.
6. Installation énergétique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite au moins une voilure (30) comporte une première (31) et une deuxième (32) portions séparées entre elles par un espace (33) configuré en sorte de favoriser l'écoulement du flux de fluide (F) lorsque ladite au moins une voilure (30) est dans sa configuration active (Cl), ceci notamment pour éviter toute rupture ou déchirure de celle-ci.
7. Installation énergétique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux éléments de transmission (21, 22) longilignes consistent chacun notamment en un câble de transmission sur lesquels est sertie une pluralité de manchons.
8. Installation énergétique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de flotteurs avec un système d'orientation (60) comprenant :
- un moyen de déplacement (61) configuré pour déplacer ladite installation énergétique (100) ; et
- un capteur de courant (64) configuré pour capter le sens (S) du flux de fluide (F),
pour que ledit système d'orientation (60) permette le déplacement de l'installation énergétique (100) en sorte d'orienter celle-ci (100) sensiblement dans le sens (S) du flux du fluide (F).
9. Installation énergétique (100) selon la revendication 8, caractérisée en ce que le moyen de déplacement (61) comprend notamment un moteur (62) et un gouvernail (63).
10. Installation énergétique (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le système d'engrenage (10) comprend deux poulies reliées entre elles par une pluralité de barres (14) qui forme une « cage d'écureuil ».
11. Utilisation de l'installation énergétique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans laquelle ladite installation énergétique (100) est immergée au moins partiellement dans un fluide (F) tel qu'un liquide comme par exemple de l'eau de mer.
12. Utilisation de l'installation énergétique (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans laquelle ladite installation énergétique (100) est immergée au moins partiellement dans un fluide (F) tel qu'un gaz comme par exemple de l'air.
13. Installation énergétique selon l'une des quelconques revendications précédentes 1 à 3, et en combinaison avec l'une des revendications 10 à 12 en ce que l'ensemble est caractérisée à l'intérieur d'un tube (75), équipé sur sa partie supérieure (66) d'un avaloir (80) qui concentre le flux du fluide, lui-même protégé par un déflecteur (90).
14. Installation énergétique selon l'une des quelconques revendications précédentes 10 à 13 caractérisée en ce qu'elle comprend le montage d'au moins une roue à aube (105) fixée à l'intérieur du tube (75) servant au captage du flux de fluide.
15. Installation énergétique selon l'une des quelconques revendications précédentes de 1 à 3, et en combinaison avec l'une des revendications 10 à 12, caractérisée par le montage d'une paroi souple continu (110) de part et d'autre de la transmission sur le quel se trouve une palette (30) fixe ou pivotante.
PCT/FR2012/000023 2011-01-17 2012-01-16 Installation energetique adaptee pour exploiter un flux de fluide WO2012098314A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12706629.8A EP2665924A1 (fr) 2011-01-17 2012-01-16 Installation energetique adaptee pour exploiter un flux de fluide

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1150367 2011-01-17
FR1150367A FR2970525B1 (fr) 2011-01-17 2011-01-17 Installation energetique adaptee pour exploiter un flux de fluide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012098314A1 true WO2012098314A1 (fr) 2012-07-26

Family

ID=44351680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2012/000023 WO2012098314A1 (fr) 2011-01-17 2012-01-16 Installation energetique adaptee pour exploiter un flux de fluide

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2665924A1 (fr)
FR (1) FR2970525B1 (fr)
WO (1) WO2012098314A1 (fr)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10465711B2 (en) 2016-10-18 2019-11-05 The Boeing Company Apparatus and methods to deploy a fluid flow channel

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2996264B1 (fr) * 2012-10-03 2016-02-12 Gerard Wils Installation houlomotrice
FR2999244A1 (fr) 2012-12-07 2014-06-13 Alain Basset Generateur hydraulique a convoyeurs, notamment generateur d'electricite, a haute densite energetique, pour eaux libres ou a faible pente.
US9452721B2 (en) * 2013-10-02 2016-09-27 The Boeing Company Systems, methods, and apparatus for an emergency power generator
US9644605B2 (en) 2013-10-02 2017-05-09 The Boeing Company Systems, methods, and apparatus for a flow control device for an emergency power generator

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE373267A (fr)
US388817A (en) 1888-09-04 Copying-press
WO2005054669A1 (fr) 2003-12-08 2005-06-16 Boergesen Are Dispositif de centrale maremotrice
DE202006008055U1 (de) 2006-05-19 2006-08-17 Flöttmann, Hans Wasserkraftanlage
CA2565380A1 (fr) 2006-10-23 2008-04-23 Changlin Feng Systeme d'extraction d'energie a partir de fluides naturels
US20080303285A1 (en) 2007-06-11 2008-12-11 Bondhus Troy D Method and apparatus for hydroelectric power generation
DE102009002692A1 (de) * 2009-04-28 2010-11-11 Ingenieurbüro Persang GmbH & Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur Umwandlung der in einer Wasserströmung enthaltenen kinetischen Energie in elektrische Energie

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE373267A (fr)
US388817A (en) 1888-09-04 Copying-press
WO2005054669A1 (fr) 2003-12-08 2005-06-16 Boergesen Are Dispositif de centrale maremotrice
DE202006008055U1 (de) 2006-05-19 2006-08-17 Flöttmann, Hans Wasserkraftanlage
CA2565380A1 (fr) 2006-10-23 2008-04-23 Changlin Feng Systeme d'extraction d'energie a partir de fluides naturels
US20080303285A1 (en) 2007-06-11 2008-12-11 Bondhus Troy D Method and apparatus for hydroelectric power generation
DE102009002692A1 (de) * 2009-04-28 2010-11-11 Ingenieurbüro Persang GmbH & Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur Umwandlung der in einer Wasserströmung enthaltenen kinetischen Energie in elektrische Energie

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10465711B2 (en) 2016-10-18 2019-11-05 The Boeing Company Apparatus and methods to deploy a fluid flow channel
US11248627B2 (en) 2016-10-18 2022-02-15 The Boeing Company Apparatus and methods to deploy a fluid flow channel

Also Published As

Publication number Publication date
FR2970525A1 (fr) 2012-07-20
FR2970525B1 (fr) 2016-07-15
EP2665924A1 (fr) 2013-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2209990B1 (fr) Turbomachine a turbines hydrauliques a flux transverse a force globale de portance reduite
EP1718863B1 (fr) Turbomachine hydraulique
EP1856406B1 (fr) Dispositif de maintien d'une turbomachine hydraulique
EP2986848B1 (fr) Structure d'eolienne flottante
EP2665924A1 (fr) Installation energetique adaptee pour exploiter un flux de fluide
EP2635801A1 (fr) Hydrolienne a flux transverse a etages autonomes
FR3048740A1 (fr) Eolienne flottante a turbines jumelles a axe vertical a rendement ameliore
FR2567967A1 (fr) Dispositif pour extraire de l'energie des vagues dans un volume de liquide
FR2982649A1 (fr) Dispositif de recuperation d'energie a partir d'un fluide en mouvement
WO2011104294A1 (fr) Dispositif de recuperation de l'energie de la houle
WO2008003868A2 (fr) Eolienne a aubes tangentielles optimisées
WO2014106765A1 (fr) Turbine a aubes helicoidales
EP2087231A1 (fr) Dispositif de recuperation de l'energie de la houle
FR2995034A1 (fr) Dispositif pour la production d'energie a partir du mouvement des vagues au moyen d'une structure de flotteurs
WO2015004333A1 (fr) Dispositif de conversion en énergie du mouvement de la houle
CA2696758A1 (fr) Turbine a axe vertical compatible avec une eolienne et une hydrolienne
WO2002070890A1 (fr) Turbine hydraulique immergee omnidirectionnelle a axe perpendiculaire au courant d'eau et applications
FR2994716A1 (fr) Installation de conversion de l'energie marine
BE1017920A3 (fr) Machine hydroelectrique flottante.
WO2015055962A1 (fr) Centrale hydroélectrique flottante compacte
FR3073258B1 (fr) Centrale hydroelectrique flottante pour rivieres peu profondes
WO2012114001A1 (fr) Dispositif d'hydrolienne pour la production d'électricité.
FR3069030A1 (fr) Centrale hydroelectrique
EP1674722A1 (fr) Générateur hydraulique flottant
FR2985548A1 (fr) Dispositif de conversion en energie du mouvement de la houle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12706629

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012706629

Country of ref document: EP