WO2012114001A9 - Dispositif d'hydrolienne pour la production d'électricité - Google Patents

Dispositif d'hydrolienne pour la production d'électricité Download PDF

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Definitions

  • the present invention is an extension to the initial deposit number 1100537.
  • the device described hereinafter relates to a tidal turbine for the production of electricity by the sole force of the marine or fluvial currents.
  • Hydroelectric power generation has remained practically ancestral, dam with power plant, dawn mill without very great power. Facilities that require relatively large infrastructure in relation to production.
  • Wind turbines are noisy, unsightly, controversial and dependent on the presence of wind.
  • Known turbines type vertical rotor propeller are an improvement of blades, or an adaptation of wind turbines to the marine environment. These devices require to be profitable very specific conditions and situations, and are difficult to generalize by ignoring surface currents.
  • the device according to the invention is designed to operate precisely with surface currents and shallow depths both in the coastal tidal environment, fluvials, rivers, streams, without requiring heavy infrastructure, dam, spillway.
  • FIG. 1 illustrates the global recirculating device confined in a single flow concept for river and river. It comprises a structure with front receiving front supports, drum rotors, and dynamic rotors depending on the use.
  • - Fig. 2 shows in section the rotor (59) with partitioning (75) FIG. 1, clear (83).
  • FIG. 3 shows a panel (63) also clear (76).
  • the chassis frame means (64).
  • the tidal turbine device consists of a structure (51) floating or half-floating between two waters fig. 9, to include compartments with fixed or variable air volumes.
  • the structure (51) is pontoon-shaped and includes overhangs that form supports (52), (53), (54), (55).
  • Said structure (51) comprises the tubes (56) (57) one or two water inlet mouths (97) fig. 9.
  • La structure comprises confined recirculation tubes (56) (57), which may be of identical or different diameter depending on whether the device is designed to operate in single or dual flow.
  • Said tubes (56) (57) may comprise one or two protector junction walls in outline of the rotors (58) (59), which walls may be of fixed panels in use of single flow, or panels with external oscillations by the direction of the current.
  • the supports (52), (53), (54), (55) are provided with cages which receive bearings, which bearings receive and contain the axes of the rotors (58) (59).
  • the device may comprise two rotors (58) polygamous drum in double flow, and in single flow a rotor (58) and a rotor (59) dynamic.
  • the rotor (58) has solid partitions
  • the rotor (59) has slatted partitions (75) (81) (83) and slides (77).
  • These so-called rotors (58) (59) comprise, at the outer limit, partitions (75), a partial amount (60), which is provided with a groove (61).
  • the rotor (59) comprises at each partition (75) lights (73) (74) fig. 2, which come opposite the grooves (68) (69) fig. 2, This rotor (59) receives in the slides (77) FIG.
  • the panel is provided with rollers (78) (79), which pass through the lights (73) (74) fig. 2, and are engaged in the grooves (68) (69) of the supports (54) (55).
  • Said grooves (68) (69) are circular and eccentric (70) (71).
  • the rotor (59) is also provided with dynamic buckets (62) to include slides (77), which (62) are formed by the partitions (75) fig. l, these are clear (81) (83) fig. 2, Ces-dits augets each comprise a receiving post (60) with a groove (61) fig. 2.
  • the device comprises means (64), which (64) constitute frame frames of the modules (66) fig. These said frame means (64) comprise yokes (85) (86), tenons (87), rollers (88) and on either side of said frame (64) of the hinges (89). ) fig. 5, Which hinges (89) have a bore (90).
  • the said frame means (64) are mounted head-tail having the tenons (87) engaged in the yokes (85), which (85) (87) are held together by the axis (92). (92) receives at its ends a roller (98) for guiding and a pin (96) engaged at the boring (101) fig. 4, which (96) maintain this assembly.
  • These so-called frame means (64) which are the central part of the modules (66) fg.1, constitute a recirculation belt (91) fig.l, confined in the tubes (56) (57).
  • This belt (91) by the axes (92) and frames (64), is engaged specifically to the rotors 58) (59) to have the axes (92) which interlock with the grooves (61) of the uprights (60).
  • the frame means (64) are at the same pitch as the amounts (60) and grooves (61) of the partitions (75).
  • the frame means (64) receive on either side of its hinges (89) a flap (93) fig. 6.
  • Said flap (93) has lugs (94), which are provided with a bore (95), said flaps (93) are assembled to the frames (64) ert being engaged by the lugs (94) to the hinges (89) fig. 5, said flaps (93) are held at the hinges (89) by pins (99) engaged at the openings (90) of said hinges (89).
  • the flaps (93) are in the rear part in the form of deflector (102), which are in the opposite direction depending on whether they are left or right of the frame (64).
  • the frame assembly (64) and flaps (93) of on both sides constitute the moduli (66) "butterfly" module with balanced drive (67) fig. These last (66) by the discounts (93) present to the currents identical surfaces on each side, resulting in a balanced and central drive which limits the friction and facilitates the recirculation.
  • These said modules (66) during rotation are interlocked by the axes (92): FIG. 4.
  • the dynamic buckets (62) can also be horizontal partitions and panels with horizontal louvers, or with flaps with central or off-center oscillations, and controlled during rotation by rollers or arms engaged to a cam, a groove, or a guide, to offer less resistance.
  • These said tubes (56) (57) comprise profiled guide rails of shape "u.” and "n” located at the center of the high and low parts of said tubes (56) (57), which profiled guides receive the rollers (98) of the axis (92) of the belt (91) recirculation.
  • the said profiled guides hold online the modules (66) in the path inside the tubes (56) (57).
  • the device comprises, in front of the mouth (s) (s) (97) of water inlet, a motorized sliding shutter whose use is the partial or total closure of this water inlet, in the case of large flood and emergency stop and maintenance.
  • This tidal turbine is used to recover the energy of fluvial and marine currents, at medium and shallow depth, as well as with fast to moderately slow currents.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'hydrolienne pour la production d'électricité par la force des courants fluviaux et marins. Il est constitué d'une structure (51) pourvue de tubes (56) (57), d'augets (62) dynamiques (63). Le dispositif comporte des modules (66) à entraînement équilibré (67), lesquels (66) comportent des rabats (93) et sont engagés par les moyens (64) aux rotors (58) (59). Les modules (66) forment par l'un des rabats (93) des pales furtives (72). Les modules (66) sont également engagés dans les tubes (56) (57) et constituent une ceinture (91) de recirculation. Cette hydrolienne permet de récupérer l'énergie des courants fluviaux et marins, et ce par moyenne et faible profondeur, ainsi qu'avec des courants rapides à moyennement lents. Ce dispositif permet d'entraîner une* génératrice d'électricité.

Description

DISPOSITIF D'HYDROLIENNE POUR LA PRODUCTION D'ELECTRICITE
La présente invention est une extension au dépôt initial numéro 1100537 .
Il est une amélioration dudit dépôt en ayant des parties initiales similaires tout en ayant plus ou moins de différences dans leur concept et dans leur fonction. Pour plus de clarté et de compréhension, la numérotation des dessins commence au chiffre 51, 5 et pour les figures au numéro 1 -
Le dispositif décrit ci-aprés concerne une hydrolienne pour la production d'électricité par la seule force des courants marins ou fluviaux.
La production d'électricité d'origine hydraulique est restée pratiquement ancestrale, barrage avec centrale, moulin à aube sans très grande puissance. Des installations qui0 demandent des infrastructures relativement importantes en regard de la production.
Les éoliennes sont bruyantes, inesthétiques, controversées et tributaires de la présence de vent. Les hydroliennes connues de type avec rotor à hélice verticale sont une amélioration des aubes , ou une adaptation des éoliennes au milieu marin. Ces dispositifs demandent pour être rentables des conditions et situations bien spécifiques , et sont difficilement généralisables en ignorant les courants de surface.
Le dispositif selon l'invention est conçu pour fonctionner précisément avec des courants de surfaces et de faibles profondeur tant en milieu de marnage côtier, que fluviaux, rivières, torrents, sans nécessiter d'infrastructure lourde, barrage, déversoir.
Il peut être flottant, ou demi-flottant entre deux eaux, voire posé sur le fond d'un cours d'eau à débit moyen ou faible. Les dessins et figures annexés illustrent
l'invention.
- La figure 1 illustre le dispositif global à recirculation confinée dans un concept à simple flux pour fleuve et rivière. Il comprend une structure avec des supports avants arrières de réception, des rotors tambours, et rotors dynamiques suivant l'utilisation. - La fig. 2, représente en coupe le rotor (59) avec cloisonnement (75) fig. 1, à claire- voie (83).
- La fig. 3, représente un panneau (63) également à clair- voie (76).
- La fig. 4, un axe d'assemblage.
. La fig. 5, le moyen cadre châssis (64).
- La fig. 6, les rabats (93) avec déflecteur (102) gauche ou droite. - La fig'. 7, des glissières (77) sur les cloisonnements (75).
- La fig. 8, une cheville de maintien.
- La fig. 9, la structure en coupe avec supports (52), (53), (54), (55), et bouche d'entrées d'eaux.
5 En référence à ces figures, le dispositif d'hydrolienne se compose d'une structure (51) flottante ou demi-flottante entre deux eaux fig. 9, pour comporter des compartiments à volumes d'air fixes ou variables. Cette structure (51) est en forme de ponton et comprend des débords qui forment des supports ( 52), (53), (54), (55). Ladite structure (51) comporte aux tubes (56) (57) une ou deux bouches d'entrée d'eau (97) fig. 9.
0 Cette hydrolienne peut être rattachée de façon flottante à la rive par des bras et cables, ou amarrée au fond fluvial et éventuellement marin par des pieux ducs-d'aIbes.La structure comporte des tubes de recirculation confinés (56) (57), lesquels peuvent être de diamètre identique ou différent suivant que le dispositif est conçu pour fonctionner en simple ou double flux. Ces-dits tubes (56) (57) peuvent comporter une ou deux parois5 de jonction protection en contour des rotors (58) (59), lesquelles parois peuvent être de panneaux fixes en utilisation de simple flux, ou de panneaux à oscilliations extérieures par le sens du courant. Les supports (52), (53), (54), (55), sont pouvus de cages qui reçoivent des roulements, lesquels roulements reçoivent et contiennent les axes des rotors (58) (59). Suivant l'utilisation en simple ou double flux, le dispositif peu com- porter deux rotors (58) tambour polygorme en double flux, et en simple flux un rotor (58) et un rotor (59) dynamique. Le rotor (58) comporte des cloisonnements pleins, le rotor (59) comporte des cloisonnements (75) à claire- voie (81) (83), ainsi que des glissières (77). Ces-dits rotors (58) (59), comportent en limite extérieure des cloisonnements (75), un montant partiel (60), lequel est pourvu d'une gorge (61). Le rotor (59) comprend à chaque cloisonnement (75) des lumières (73) (74) fig. 2, qui viennent en regard des gorges (68) (69) fig. 2, Ce-dit rotor (59) reçoit dans les glissières (77) fig. 7, un panneau (63) fig. 3, lequel (63) est à claire-voie (76) (100). Le panneau est pourvu de galets (78) (79), lesquels traversent les lumières (73) (74) fig. 2, et sont engagés dans les gorges (68) (69) des supports (54) (55). Ces-dits gorges (68) (69) sont circu- laires et excentrées (70) (71). Le rotor (59) est également pourvu d'augets (62) dynamiques (62) pour comporter des glissières (77), lesquels (62) sont formés par les cloisonnements (75) fig. l, ces derniers sont à clair-voie (81) (83) fig. 2, Ces-dits augets comportent chacun un montant de réception (60) avec une gorge (61) fig. 2. Lors de la rotation du rotor (59) , les-dits galets (78) (79) engagés dans les gorges (68) (69) excentrées (70) (71) provoquent le coulissement du panneau (63) par rapport au cloisonnement (75) le recevant. Alternativement, en position extérieure, les parties pleines (80) 5 fig. 3, viennent obstruer les parties vides (81) fig. 2, en constituant un auget à cloison pleine (82) fig. 1, laquelle cloison (82) recueille au maximum les poussées des eaux. Inversement, en position intérieure les parties vides (100) des panneaux (63) fig. 3, viennent en regard des parties vides (83) fig. 2, des cloisonnements (75) fig. 1 et consti- tuent un auget ajouré (84) fig. 1, lequel offre moins de résistance à la rotation. Ces-dits augets (62) fig. 1, sont dynamiques pour erre à clair- oie et comporter des glissières fig-7, qui reçoivent un panneau (63) également à clair-voie et commandé par les galets (78) (79) dans les gorges (68) (69) excentrées (70) (71) fig. l. Le dispositif comporte des moyens (64), lesquels (64) constituent des cadres châssis des modules (66) fig. L Ces-dits moyens cadres (64) comportent des chapes (85) (86), des tenons (87), des galets (88) et de part-et-d'autre du-dit cadre (64) des gonds (89) fig. 5, Lesquels gonds (89) comportent un percement (90). Les-dits moyens cadres (64) sont montés tête-queue en ayant les tenons (87) engagés dans les chapes (85), lesquels (85) (87) sont maintenus assemblés par l'axe (92).Ce-dit axe (92) reçoit à ses extrémités un galet (98) de guidage et une goupille (96) engagée au percement (101) fig. 4, lesquelles (96) maintiennent cet assemblage. Ces-dits moyens cadres (64) qui sont la pièce centrale des modules (66) fg.1, constituent une ceinture de recirculation (91) fig.l , confinée dans les tubes (56) (57). Cette ceinture (91), par les axes (92) et cadres (64), est engagée de façon spécifique aux rotors 58) (59) pour avoir les axes (92) qui s'imbriquent aux gorges (61) des montants (60) fig. 2 des-dits rotors (58) (59) Fig. 1. Les moyens cadres (64) sont au même pas que les montants (60) et gorges (61) des cloisonnements (75). Les moyens cadres (64) reçoivent de part et d'autre sur ses gonds (89) un rabat (93) fig. 6. Ce-dit rabat (93) comporte des pattes (94), lesquelles sont pourvues d'un percement (95), cesdits rabats (93) sont assemblés aux cadres (64) ert étant engagés par les pattes (94) aux gonds (89) fig. 5, ces-dits rabats (93) sont maintenus aux gonds (89) par des- goupilles (99) engagées aux percements (90) des-dits gonds (89). Les rabats (93) sont en partie arrière en forme de déflecteur (102), lesquels sont de sens opposé suivant qu'ils soient à gauche ou à droite du cadre (64). L'ensemble cadre (64) et rabats (93) de part et d'autre, constituent les modules modules (66) "papillon" à entraînement équilibré (67) fig. l.Ces derniers (66) par les rabais (93) présentent aux courants des surfaces identiques de chaque côté, d'où un entraînement équilibré et central qui limite les frottements et facilite la recirculation. Ces-dits modules (66) lors de la rotation s'imbriquent 5 par les axes (92) :fig. 4. aux gorges (61) fig- 2, et les rabats (93) extérieurs des-dits modules (66) viennent se rajouter aux augets (62), et les-dits rabats extérieurs forment des pales (72) furtives fig.1, lesquelles augmentent le couple du rotors (59). Les rabats
(93) sont limités daps leur Ouverture à 90° par un cable en tensioadu-dit rabat (93) au
constitués
cadre (64). Les augets (62) dynamiques peuvent être également par des cloisonnements0 et panneaux à çlair-voie horizontaux, ou 'par des volets à oscillations centrales ou décentrées, et commandés lors de la rotation par des galets ou bras engagés à une came, une gorge, ou un guide, à l'effet d'offrir moins de résistance. Ces-dits tubes (56) (57) comportent des guides profilés de cheminement de forme " u." et " n " situés au centre des parties hautes et basses des-dits tubes (56) (57), lesquels guides profilés reçoivent les galets (98) de l'axe (92) de la ceinture (91) de recirculation. Les-dits guides profilés maintiennent en ligne les modules (66) dans le cheminement à l'intérieur des tubes (56) (57). Le dispositif comporte au devant de la ou des bouche (s) (97) d'entrée d'eau, un volet coulissant motorisé dont l'utilisation est l'obturation partielle ou totale de cette entrée d'eau, dans le cas de grande crue et d'arrêt d'urgence et entretien.
Cette hydrolienne permet de récupérer l'énergie des courants fluviaux et marins, et ce par moyenne et faible profondeur, ainsi qu'avec des courants rapides à moyennement lents.

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif d'hydrolienne amarré au fond marin ou fluvial, du type avec rotor vertical ou horizontal avec augets, supports,et à recirculation de modules à rabat escamotable, caractérisé en ce que le dispositif figure 9, comporte des supports (54) (55) pourvus de gorges (68) (69) fig..10, des tubes (56) (57), des rotors (58) (59) pourvus de moyens (60) (61), que ledit rotor (59) comporte des augets (62) dynamiques (63) fig. 11, ledit dispositifs fig.9 comporte des moyens (64) engagés de façon spécifique (65) aux rotors (58) (59), de modules (66) à entraînement équilibré (67), et que ce dispositif comporte des pales (72) furtives fig. 9.
2) Revendication selon revendication 1, caractérisée en ce que les supports (52) (53) fig. 17 reçoivent un rotor tambour polygonne (58) fig.9, lequel (58) comporte des moyens montants de réceptions (60) avec gorges (61), que lesdits supports (54) (55) sont pourvus de gorges (68) (69) fig. 10 circulaires excentrées (70) (71) fig. 9, cesdits supports (54) (55) fig.17 reçoivent le rotor (59) fig. 9, ce dernier comprend des cloisonnements (75), lesquels (75) comportent des lumières (73) (74) fig.10 qui viennent en regard des gorges (68) (69), cedit rotor (59) est également pourvu d'augets (62) fig.9 dynamiques formés par les cloisonnements (75) à claire-voie (81) (83) fig. 10 , lesquels augets (62) comportent chacun un montant de réception (60) avec gorge (61) fig. 9, et que ledit dispositif fig.9 comporte des tubes (56) (57) de recirculation, lesquels (56) (57) comportent une ou des bouches (97) de prise d'eau, lesquelles (97) comportent au-devant un volet çpulissant motorisé dont l'utilisation est l'obturation partielle ou totale d'entrée d'eau.
3) Revendication selon revendication 1 et 2, caractérisé en ce que les augets (62) fig. 9 sont dynamiques pour comporter des glissières (77) fig.15 qui reçoivent un panneau (63) à claire-voie (76) fig.11 , lequel panneau (63) est pourvu de galet (78) (79) qui traversent les lumières (73) (74) fig.10, cesdits galets (78) (79) sont engagés dans gorges (68) (69) fig.10 et provoquent lors de la rotation le coulissement du panneau (63) par rapport au cloisonnement (75) le recevant fig. 9, alternativement, en position extérieure, les parties pleines (80) fig.11 viennent obstruer les parties vides (81) fig. 10 en constituant un auget à cloison pleine (82) fig.9, laquelle cloison (82) receuille au maximum les poussées des eaux, inversement en position intérieure les parties vides (100) des panneaux (63) fig.11 viennent en regard des parties vides (83) fig.10 des cloisonnements (75) fig.9, et constituent un auget ajouré (84) fig.9, lequel offre moins de résistance à la rotation.
4) Revendication selon revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens (64) fig. 13, lesquels (64) constituent les cadres chassîs des modules (66) fig.9, cesdits (64) fig. 13 comportent des chapes (85) (86), des tenons (87), des galets (88) et de part et d'autre dudit cadre (64) des gonds (89) fig.13, lesquels gonds comportent des percements (90), lesdits moyens cadres (64) sont montés tête-queue en ayant les tenons (87) engagés dans les'chapes (85), lesquels (85) (87) sont maintenus assemblés par l'axe (92), lesdits moyens cadres (64) constituent une ceinture de recirculation (91) fig. 9 confinée dans les tubes (56) (57) fig.9, cette dernière (91) par les axes (92) et cadres (64) est engagée de façon spécifique aux rotors (58) (59) pour avoir les axes (92) qui s'imbriquent aux gorges (61) des montants (60) desdits rotors (58) (59) fig.9, cesdits moyens cadres (64) avec l'axe (92) sont au même pas que les montants (60) et gorges (61).
5) Revendication selon revendications let 4, caractérisé en ce que le dispositif comporte des modules (66) qui sont constitués par les moyens cadres (64), lesquels (64) sont la pièce centrale des modules (66), le cadre (64) reçoit de part et d'autre sur les gonds (89) un rabat (93) fig. 14, lequel (93) comporte des pâtes (94) lesquelles sont pourvues d'un percement (95), cesdits rabats (93) sont assemblés aux cadres (64) en étant engagés par les pâtes (94) aux gonds (89) fig.13, cesdits rabats (93) sont maintenus aux gonds (89) par des goupilles (99) engagées dans les percements (90) desdits gonds (89), l'ensemble cadre (64) et rabats (93) de part et d'autre, constituent les mod- ules (66) " papillon" à entraînement équilibré (67) fig. 9, cesdits modules (66) lors de la rotation s'imbriquent par l'axe (92) fig . 12 aux gorges (61) fig. 10 et les rabats extérieurs (93) fig. 14 forment des pales furtives (72) fig.9, lesquelles augmentent le couple du rotor (59).
6) Revendication selon revendication 1 et 3, caractérisé en ce que les augets dynamiques (62) peuvent être également constitués par des cloisonnements et des panneaux à claire- voie horizontaux, ou par des volets à oscillations centrales ou décentrées, et commandés lors de la rotation par des galets ou des bras engagés à une came, une gorge, ou un guide à l'effet d'offrir moins de résistance, que les tubes (56) (57) comportent des guides profilés de cheminements de forme " u " et " n " situés au centre des parties hautes et basses desdits tubes (56) (57), lesquels profilés reçoivent les galets (98) de l'axe (92) de la ceinture (91) fig.9.
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