WO2015140415A1 - Installation for producing energy in a marine environment - Google Patents

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WO2015140415A1
WO2015140415A1 PCT/FR2014/000042 FR2014000042W WO2015140415A1 WO 2015140415 A1 WO2015140415 A1 WO 2015140415A1 FR 2014000042 W FR2014000042 W FR 2014000042W WO 2015140415 A1 WO2015140415 A1 WO 2015140415A1
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driving
shafts
centered
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Pierre-Armand Patin
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Pierre-Armand Patin
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    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/727Offshore wind turbines

Definitions

  • the invention relates to a plant for producing energy from renewable energy from the sea.
  • US-A-1,385,083, published in 1921 describes a device of this type comprising two floats mounted at the ends of two articulated mounted arms, about a horizontal axis, on a fixed support and extending in opposite directions so as to be animated with reciprocating movements which are transformed by an inverting mechanism into a one-way rotational movement of an output shaft.
  • an industrial wind must be equipped with a propeller placed at a very high height, which may exceed a hundred meters above the ground, and having blades of very great length, of the order of 30 meters.
  • a wind turbine can produce a relatively small power, of the order of 2 or 3 MW.
  • a wind farm must therefore include a large number of wind turbines, which limits the possibilities of implantation because of the necessary floor space and nuisances to the environment.
  • Such wind farms can only be built in areas of low tourist interest, or built in the open sea, at a sufficient distance from the coast so as not to be too visible, which complicates the construction. and increases the cost.
  • the transmission of electricity produced from wind turbines placed at sea, at a considerable distance from the coast is quite difficult and leads to losses.
  • the object of the invention is, first of all, to remedy such problems by using, for the conversion of marine energy, very compact and therefore not very visible installations, which can thus be distributed along the coasts without significant impact on the environment, so that the possibility of multiplying such installations and adding the power supplied individually, makes it possible to make their construction and transport of the total energy thus produced profitable.
  • This addition device consists simply of a toothed wheel centered and rotatably mounted on said horizontal output shaft, and on which can be applied, by means of a bevel gear, the rotational torque of a shaft. vertical driven by the wind turbine.
  • the tidal turbine placed at the lower part of the installation also drives an output shaft secured in rotation, in opposite directions, with the two parallel shafts actuated by the float.
  • the entire mechanism comprising several horizontal shafts placed in the extension of each other, is very bulky and must, therefore, be placed at the top of the vertical frame in which the float moves, and which carries, equal- a wind turbine.
  • Such a set may be too unstable to be mounted on a body floating on the surface of the water, to follow the movement of the tides.
  • the object of the invention is to provide a solution to all the problems that have just been exposed thanks to a new type of installation carrying means for converting at least two types of marine energy and remaining however, not very bulky so that several installations of this type, relatively little visible, can be distributed along a coast without significant impact on the environment, and are interconnected to provide a global power industrially usable.
  • the present invention therefore relates, in general, to a renewable energy conversion facility of a marine environment, comprising at least two conversion means of at least two types of renewable energy, mounted on the same frame carrier, respectively a first means for converting the reciprocating motion of the swell into a one-way rotational driving torque of a first output shaft, at least a second conversion means of at least one second renewable energy, in a rotational drive torque, about an axis, of at least a second output shaft, and a torque addition means applied to said first and second output shafts, for the drive in rotation of a control shaft of a power generating device.
  • the means for adding the torques applied to the output shafts of the two conversion means consists of at least one power summation device, comprising two coaxial driving shafts threaded one into the other. another, respectively a central driving shaft and a tubular driving shaft, secured in rotation, respectively, with the output shafts of the two conversion means, and a driven shaft centered on the same axis as the two driving shafts threaded one into the and to which is applied the sum of the rotational drive torques transmitted by said driving shafts, said driven shaft being secured in rotation with the input shaft of the power generating device.
  • the power summation device comprises a toothed ring geared in rotation and centered on the same axis as the driven shaft and at least one pair of planet gears centered and set in rotation on the same axis rotating in a axial bearing carried by one end of at least one arm forming a crank rotatably mounted on the central driving shaft, respectively a first planet gear meshing with a planet gear planar and set in rotation on the tubular drive shaft and a second gear a satellite meshing with the ring gear for driving in rotation the driven shaft under the action of the rotational torques applied by the two conversion means, respectively, on the tubular driving shaft and on the central driving shaft, and whose powers are added.
  • the central driving shaft of the summing device is rotated by the second energy conversion means and the tubular drive shaft threaded onto the central driving shaft is rotated by the first conversion means. the energy of the swell.
  • the driven shaft of the summing device is advantageously secured in rotation with the control shaft of the power generating device by means of a speed multiplier mechanism.
  • this mechanism drives the power generating device by a mechanical connection comprising two flywheels rotating in opposite directions and connected by an inverter mechanism.
  • the output shafts of the energy conversion means, the driving shafts and the driven shaft of the power summation device, as well as the means for transmitting the torques are centered on the same axis of rotation.
  • the first output shaft driven in rotation by the inverter mechanism is a tubular shaft centered on a vertical axis on which is also centered the second output shaft, as well as the tubular driving shaft and the central shaft of the summing device, threaded into each other, which are placed in the extension, respectively, of said first and second output shafts, respectively of the first and second means of conversion.
  • the reversing mechanism is also centered on this axis and is housed in a hollow housing placed at the upper part of a casing applied and fixed on an upper face of the support frame and in which is housed the entire mechanism of conversion.
  • the second conversion means is a wind turbine
  • the output shaft thereof is rotatably mounted about the same vertical axis in an axial guide bearing carried by an upper face of said housing.
  • the output shaft of at least a second conversion means is supported on the support frame by means of a freewheel allowing the rotation of said output shaft in a single direction of application. a driving torque on the corresponding driving shaft of the summing device and prohibiting rotation in the opposite direction under the action of the summing device, in the case where the rotational driving torque applied by the second conversion means, becomes less than the resistive torque applied by the power generating device on the driven shaft of the summing device.
  • a wave energy device of the type comprising at least one float animated with a reciprocating movement ascending and descending under the action of the swell and kinematically connected to a first output shaft via an inverter mechanism to rotate said first output shaft in a single direction of rotation.
  • the first wave energy conversion means comprises at least three arms each carrying a float at one end and mounted articulated, at their other end, on a support, said arms extending radially in at least three directions distributed in a star around a substantially vertical central axis of the support and being mounted oscillating about intersecting axes of articulation passing through said central axis; .
  • the reversing mechanism comprises a main gear with conical teeth, driving in rotation of a first output shaft and, for each of the arms, a pair of two opposite conical gears meshing with the conical toothing of the wheel. main and rotationally fixed, each in one direction, with said arm, said pairs of bevel gears overlapping so that their axes of rotation are arranged in a star around the axis of the main wheel and all the gears are evenly distributed along its conical teeth.
  • such arrangements make it possible, while keeping the compactness of the entire mechanism, to mount three conversion means on one and the same support frame, respectively a water-wave device at the level of the water, rotating a first output shaft, a wind turbine placed above the water, rotating a second output shaft, and a tidal turbine immersed in the water, rotating a third output shaft, these three shafts. output being centered on the same vertical axis, the installation comprising, then, two summing devices in order to add to each other the drive torques applied respectively on said output shafts, by the wave energy device, the wind turbine and the tidal turbine.
  • the first summing device comprises two driving shafts fixed in rotation, respectively, with the output shafts, respectively, of the first and second conversion means and a driven shaft
  • the second summing device comprises a first integral drive shaft. in rotation with the driven shaft of the first summing device, a second driving shaft secured in rotation with the third output shaft of the third energy conversion means, and a driven shaft controlling the rotation of the control shaft of the generating device power.
  • FIG. 1 is a diagram of the assembly of an installation, in a first embodiment of the invention comprising two energy conversion means.
  • Figure 2 is a top view of a wave-powered device with three swing arms.
  • Figure 3 is an axial sectional view of the assembly of the mechanism of an installation comprising a six-armed wave device and a not shown wind turbine.
  • FIG. 4 is a perspective view of an installation comprising a six-arm new-motor device, a wind turbine and a tidal turbine.
  • FIG. 5 is a diagram of the assembly of an installation comprising three means of energy conversion.
  • Figure 6 is an axial sectional view of the entire mechanism of an installation comprising three conversion means.
  • FIG. 1 diagrammatically shows, in a first embodiment, the assembly of an installation according to the invention comprising two means for converting the marine energy, respectively a first conversion means 1, such as a device for recovering the energy produced by the periodic movement of the swell, associated with an inverter mechanism 2 controlling the rotation, in one direction only, of a first output shaft 20, and a second conversion means 3, such as a wind turbine, controlling the rotation of a second output shaft 30.
  • the couples applied to the two output shafts 20,30 are added by a power summing device 4 having a first driving shaft 41 driven by the first shaft 20, a second drive shaft 42 driven by the second output shaft 30, and a driven shaft 48 which drives a control shaft 80 of a power generating device G, via a multiplier mechanism. speedometer 5.
  • a wave-type device of the type comprising at least one animated oscillating member, at the passage of a wave, an upward and downward reciprocating movement and kinematically connected to an output shaft via a vibrating device is used.
  • an inverter mechanism In general, a wave-type device of the type comprising at least one animated oscillating member, at the passage of a wave, an upward and downward reciprocating movement and kinematically connected to an output shaft via a vibrating device is used. an inverter mechanism.
  • This wave energy device 1 is of the type described in document US-A-1, 385,083, comprising at least one arm articulated at one end on a fixed support and carrying, at its other end, a float (not shown) which controls an oscillation periodically of said arm, alternately upwards and downwards, under the effect of the periodically ascending and descending movement of the liquid surface.
  • each oscillating arm 11 forms a fork having two spaced apart branches 110, 1 ', rotatably mounted about an articulation axis ⁇ ', ⁇ , on the frame of FIG. support M, and the oscillation movement of the arm is converted into a one-way rotational driving torque of the first output shaft 20, by an inverter mechanism 2 placed between the two spaced branches 110, 110 'and comprising a conical gear 21 centered on the shaft 20 and on which meshes, in two diametrically opposed zones, two bevel gears 22,22 'rotating around aligned shafts 23,23', centered on the hinge axis ⁇ ' , ⁇ and can be secured in rotation, each in one direction, by freewheels or ratchet devices, respectively with each of the two branches 110,1 10 ', of the oscillating arm which thus applies, during its oscillation movements , a couple of rotation, in one direction, on the wheel 21 and the output shaft 20.
  • the three oscillating arms 1 1a, 11b, 1c are rotatably mounted, respectively, on three horizontal shafts centered on intersecting axes 10a, 10b, 10c, crossing one axis central 15 of the support M.
  • Each of the arms 11 has a fork-shaped end having two spaced branches 1 10,1 10 'articulated, respectively, on two half-shafts 13a, 13'a, 13b, 13'b, 13c, 13'c, which respectively extend outwards, on either side of the central axis 15, between a central piece forming a fixed support nut 17 and a bearing 16.16 '' of centering of the branch corresponding to the oscillating arm 11.
  • Each half-shaft 13,13 ' is, therefore, carried at its inner end by the fixed support nut 17 and, at its other end, by a support piece 14,14' carried by the fixed support M.
  • each of said pinions 22, 22 ' is mounted at an inner end of a shaft.
  • tubular sleeve-shaped 23,23 ' which is threaded and rotatably mounted about the axis 10, on the outer portion of the corresponding half-shaft 13,13', by means of a centering bearing 16, 16 comprising two elements that can be secured in rotation, in one direction, by a freewheel, respectively, an outer member rotatably integral with the corresponding arm 110,1 0 'of the arm 11 and an inner element centered and rotatably mounted on the tubular shaft 23,23 'of the bevel gear 22,22'.
  • one of the branches 1 10a of the arm 1 1a can control the rotation in a first direction of the pinion 22a and, during the downward movement, the other arm 110'a controls the rotation, in the opposite direction, pinion 22'a diametrically opposite.
  • the two pinions 22a, 22'a thus apply on the shaft 20 of the main wheel 21, a torque in the same direction about its axis 15.
  • the three pairs of bevel gears associated respectively with the three arms 11a, 11b, 11c overlap so that the six gears 22a, 22'c, 22b respectively , 22'a, 22c, 22'b, associated alternately with each of the arms, are regularly distributed, at the vertices of a hexagon, along the conical circular toothing of the main wheel 2.
  • the energy resulting from the independent oscillations of the three arms can be converted into three torques applied at each moment on the output shaft 20 of the device and whose effects are added.
  • the efficiency of the device can be further improved by increasing the number of floats and oscillating arms distributed in a star around the central axis 15. For this, it is particularly advantageous to use an even number of floats and carrying arms which can then be aligned and articulated in pairs on the same oscillation shaft, extending in diametrically opposite directions.
  • FIG. 3 is a view in axial section of the assembly of the conversion mechanism of an installation comprising a six-armed wave-powered device, of the type shown in perspective in FIG. 4.
  • FIG. two conversion means respectively a wave energy device and a wind turbine, while the installation of Figure 4, which will be described later, further comprises a tidal turbine, but the power wave devices are the same.
  • this wave energy device therefore comprises six floats A, B, C, D, E, F, mounted at the ends of six arms extending in a star, which are articulated about horizontal axes on the frame of FIG. fixed support constituted, in this case, a chest or a buoy 6, connected to the bottom so as to follow large level variations of level due to tides, remaining, however, relatively fixed with respect to the waves.
  • Each of the floats is carried at the end of an oscillating arm 11 comprising, in this embodiment, two substantially parallel parts, respectively a lower lateral holding portion 11, hinged about a horizontal axis 1 12, on the support buoy 6, and an upper portion 110 driving the output shaft 20 of the inverter mechanism 2 of the conversion device 1.
  • the parts upper three arms 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f form articulated double-spoke forks, respectively, on three axes of oscillation 10a, 10b, 10c, which intersect on the vertical central axis 15 of the inverter mechanism 2.
  • the reversing mechanism 2 is of the type shown diagrammatically in FIGS. 1 and 2 and therefore comprises, for each fork-shaped arm 11, two bevel gears 22, 22 ', centered on a horizontal axis of oscillation and driven in the opposite direction, which meshes with a main gear with conical teeth 21 for driving the output shaft 20 of the inverter 2.
  • FIG 3 which is a sectional view through a vertical plane passing through the common axis of articulation 10a of the two aligned arms 11a and 11d
  • the branches 110a, 1 10'a and 1 10d, 110'd of the two arms are interleaved so that their bearings 16, 16 'can be threaded side by side on each of the two parts of a common oscillation shaft extending, respectively, on both sides.
  • the bearings 16'd and 16a placed on the left of the housing 70 in Figure 3, are carried by the outer portion of the half-shaft 13a, the bearings 16d and 16'a, placed on the right, being carried by the outer portion of the half shaft 13'a.
  • each pair of arms such as 1 1a, 1 1d, controls the rotation of two opposite conical bevel gears 22a, 22'a, meshing with the main gear wheel 21.
  • the six pinions 22a, 22'c, 22b, 22'a, 22c, 22'b, associated alternately with each pair of arms are nested so as to be evenly distributed along the conical toothing of the main wheel 21 .
  • each of the six half-shafts 13, 13 'distributed in a star around the central axis 15, extends cantilevered from the housing 70, as shown in FIG. 3, in order to facilitate assembly. arms and clear the space around the inverter mechanism 2.
  • each of the half-shafts 13, 13 ' is embedded in a fixed support nut 17 which is housed in the hollow housing 70 and is dimensioned by so as to arrange, inside thereof, a flat lower space in which extends horizontally the main gear 21 of the inverter 2 and an annular space in which are placed vertically, one next to the the other, the six bevel gears 22a, 22'c, 22b, 22'a, 22c, 22'b distributed in a circle around the support nut 17 which is centered on the vertical axis 5.
  • each of the bevel gears 22, 22 ' is mounted at an inner end of a tubular shaft 23, 23' which, as shown in FIG. 3, has a sleeve-like extension rotatably mounted around the axis 10, on the outer part of the half-shaft 13,13 'and extending radially over the length necessary to carry two bearings placed side by side such that, in Figure 3, the bearings 16a, 16'd and 16'a, 16d, two arms aligned 11a, 11d.
  • each of said bearings 16 comprises an outer member 161 rotatably mounted on the corresponding arm of the arm 1 1, an inner member 162 set in rotation on the tubular shaft 23,23 'of the pinion 22,22' , and a freewheel 160 for fastening in rotation, in one direction, of said branch of the arm with the corresponding tubular shaft.
  • the internal ring-shaped element 162 is threaded onto the outer part of the tubular shaft 23 which is provided with a groove in which a corresponding projecting portion of the ring 162 slides.
  • a wind turbine 3 can also be placed above the wave energy device constituting the first wave energy conversion means 1 and the rotational torque as well. obtained can also be applied to the inverter mechanism 2 housed, as indicated above, in the hollow housing 70 formed in the upper part of the rigid casing 7 in which is mounted the entire conversion mechanism and which is applied and fixed on an upper face 60 of the support frame 6.
  • This wind turbine 3 controls the rotation of a vertical output shaft 30 which, according to one of the features of the invention, is centered on the vertical axis 15 of the inverter 2.
  • the lower end of this shaft 30 is rotatably mounted in an axial guide bearing 72 carried by the upper face 71 of the housing 70, and is embedded in the upper end of a central rotating shaft through, as shown in Figure 3, all of the conversion mechanism which will now be described in detail.
  • a power summation device 4 is used according to the invention comprising two driving shafts 41, 42 driven in rotation around the central axis 15, respectively, by the output shaft 20 of the wave energy device 1 and the output shaft 30 of the wind turbine 3.
  • the two drive shafts 41, 42 are threaded into each other.
  • the first drive shaft 41 of the summator 4 forms a tubular bushing extending in the extension of the output shaft 20 of the inverter 2, also tubular, and the assembly is rotatably mounted around the central axis 15, on a central shaft constituting the second driving shaft 42 of the power summing unit 4, which extends in the extension of the output shaft 30 of the wind turbine and is rotationally secured with this one.
  • the summing device 4 comprises, particularly advantageously, at least one pair of planet gears 43a, 43b, centered and set in rotation on the same axis rotating in a bearing 44 carried at the end of at least one arm 45 forming a crank rotatably mounted on the second drive shaft 42, respectively a first pinion 43a meshing with a sun gear 46 centered and rotatably wedged on the tubular shaft 41 constituting the first drive shaft, and a second sun gear 43b meshing with the internal toothing circular ring of a ring 47 centered and set in rotation, about the central axis 15, on an output shaft 48 rotating in a bearing 61 carried by the fixed support M, and constituting the driven shaft of the summing device 4, on which is thus applied a global torque of rotation corresponding to the sum of the torques applied, respectively, by the houlomoteurl device on the first output shaft 20 and by the wind turbine 3, on the second output shaft 30.
  • Such summing device which operates in the manner of a differential, makes it possible to add the rotational torques applied, respectively, to the driving shafts 41, 42, by applying, on the driven shaft 48, a global torque of rotation adapted, at any moment, to the variations of the rotational speeds of the corresponding output shafts 20, 30, of the wave-forming device 2 and of the wind turbine 3. It is thus possible to drive, for example, an electric generator G, by way of intermediate of a speed multiplier 5.
  • this speed multiplier 5 is preferably of the type comprising an input shaft 50, centered on the axis 15, constituting an extension of the driven shaft 48 of the summator 4 and carried by the bearing 61 thereof, and on which is wedged at least one arm 53a forming a first crank, at the end of which is rotatably mounted a first pinion 52a which meshes, on the one hand with a first central pinion smaller diameter 54a and, secondly, with the internal toothing of a fixed ring of large diameter 51.
  • the first central pinion 54a is keyed on an intermediate shaft 55, tubular, which is threaded and rotatably mounted, around of the central axis 15, on a central shaft 59 rotating itself, around the central axis 15, in a fixed bearing 62.
  • the upper end of the second driving shaft 42 of the summator 4 is embedded in the lower end of the output shaft 30 of the wind turbine and the assembly is mounted. rotating, about the axis 15, on the upper part of the housing 70, by means of an axial bearing 72 which, for the reasons indicated below, is advantageously associated with a free wheel for securing in rotation the output shaft 30 of the wind turbine with the driving shaft 42 of the summator 4 in a single direction of application of the torque supplied by the wind turbine 3.
  • this second drive shaft 42 On this second drive shaft 42, centered on the axis 15, is threaded and rotatably mounted, via an axial bearing 31, a tubular shaft 41 which constitutes the first driving shaft of the summator 4 and is itself , threaded and wedged in rotation, by grooves, in the tubular shaft 20 of the inverter 2.
  • the assembly thus formed by the two tubular shafts 41, 20 is rotatably mounted about the central axis 15 in an axial guide bearing 73 carried by the bottom 74 of the housing 70 fixed to the upper part of the casing 7.
  • the summing device 4 is thus centered on the second drive shaft 42 which is an extension of the output shaft 30 of the wind turbine and is rotatably mounted around the axis 15, via the bearing 72, on the upper portion 71 of the housing 70 and, through the bearings 31 and 73, on the bottom 74 thereof.
  • the summator 4 comprises two opposite cranks 45, 45 ', set at the lower end of the central shaft 42, and each carrying a pair of pinions 43a, 43b, which mesh symmetrically, respectively, with the sun gear 46 fixed to the lower part of the tubular driving shaft 41, and with the inner ring gear 47 centered and fixed on the upper part of the tubular driven shaft 48 of the summator 4.
  • the speed multiplier 5 is of the type shown diagrammatically in FIG. 1 and comprises two stages of cranks extending in opposite directions and set respectively on the input shaft 50 and on an intermediate shaft 55.
  • the shaft input 50 forms a cylindrical sleeve threaded into the driven shaft 48, also in the form of a socket, of the summator 4, and secured in rotation therewith.
  • the set of two tubular shafts 50, 48 threaded one into the other, is rotatably mounted, via an axial bearing 61, on the upper part of a central shaft which constitutes the output shaft.
  • 59 of the multiplier mechanism 5, extending over the entire height thereof, and on which is also threaded the intermediate shaft 55 carrying the second crank stage ..
  • this central shaft 59 is threaded and rotatably mounted about the axis 15, via an axial bearing, in a lower portion 49, in the form of a hollow sleeve, of the central driving shaft 42. of the summator 4, and its lower end is recessed and wedged in rotation, in an upper portion 81, in the form of a hollow bush, of the control shaft 80 of the generator G, which is itself guided in a bearing axial holding device 65 mounted in the center of a central partition 75 of the housing 7, so that the assembly behaves as a single centering shaft.
  • the control shaft 80 is held by an axial guide bearing 65 mounted in the center of the bottom 78 of the housing 7..
  • This casing 7, in which the assembly of the conversion mechanism is mounted, comprises three superimposed parts, centered on the vertical axis 15 and rigidly fixed to one another. on the other, respectively, an upper part forming the hollow housing 70 in which is housed the inverter 2, a central portion 76 in which are housed the two superimposing summation 4 and speed multiplication mechanisms 5, and a lower part 77 fixed rigidly on the upper face 60 of the fixed support 6 and containing the generator G.
  • FIGS. 1 and 3 thus makes it possible, with a reduced space requirement, to take advantage, not only of the wave energy recovered by the wave energy device, but also of the energy of the winds which blow fairly regularly along ribs, in order to produce, for example, electrical energy.
  • the input torque applied by the wind turbine 3 to the driving shaft 42 and the arm 45 driving the planet gears must be greater than the resistant torque applied to the driven shaft 48 by the generator G.
  • the wind turbine 3 could be driven in rotation, by the wave-forming device 1, in the opposite direction to that resulting from the action of the wind.
  • the shaft 30 of the wind turbine 3 is secured in rotation only in one direction with the central driving shaft 42 of the summator 4, by means of a freewheel associated with the bearing 72 of centering on the axis 15, to prevent a rotation in the opposite direction of the helix.
  • the power summation device as well as the other drive torque transmission members could be of a different type.
  • the mounting of the installation on a trunk or buoy 6, as shown in Figures 3 and 4 to follow the large amplitude variations of the water level but the installation could also be placed on a fixed support mass in areas with low tides and when the depth of the bottom allows it.
  • FIG. 4 therefore shows, in perspective, an installation comprising three superimposed conversion means centered on the same vertical axis, respectively a hula-motor device with articulated arms 1 at the level of the water, a wind turbine 3 above it, in order to to recover the energy of the winds and, beneath, a H water turbine immersed in the water in order to recover the energy of the currents.
  • the water turbine H drives a control shaft 90 also centered on the axis 15 of the entire mechanism which comprises, in this case, a second summing device 9 placed between the first summator 4 and the multiplier 5.
  • This second summator 9 thus comprises a first driving shaft 91 secured in rotation with the driven shaft 48 of the first summator 4, a driven shaft 98 secured in rotation with the input shaft 50 of the speed multiplier 5, and a second shaft
  • the two drive shafts 91, 92 being directed in opposite directions, the driven shaft 98, which rotates in a fixed axial bearing 61 'carried by the drive shaft 92, rotatably connected with the output shaft 90 of the H-turbine.
  • fixed support M forms a tubular sleeve threaded on the second drive shaft 92 and the latter is extended by a central shaft 92 'which passes axially through the generatrix G and the speed multiplier 5, in order to be secured in rotation, at its end opposite, with the output shaft 90 of the tidal turbine H.
  • this second driving shaft 92 which extends downwards, carries at least one crank 95 at the end of which are rotatably mounted around a same axis 94, at least one pair of planet gears 93a, 93b.
  • the first planet gear 93a meshes with a planet gear 96 centered and set in rotation on the first driving shaft 91 which extends in the extension of the driven shaft 48 of the first summator 4, while the second planet gear 93b meshes with the internal circular toothing of a ring 97 centered on the axis 15 and set in rotation on the tubular bushing constituting, on one side, the driven shaft 98 of the second summator 9 and on the other, the input shaft 50 of the speed multiplier 5.
  • the latter is constituted in the same way as above, but its output shaft 59, carried by the bearing 62, is also shaped hollow cylinder to allow the passage of the central shaft 92 ' .
  • control shaft 80 of the generatrix G forms a tubular bushing centered on the axis 15 of the mechanism and slipped on the central shaft 92 'which passes through, successively, the speed multiplier 5 and the generatrix G, to be secured in rotation, at its lower end, with the output shaft 90 of the tidal turbine H.
  • the driving torques applied, respectively, on the shaft 20 by the wave-forming device 1, on the shaft 30 by the wind turbine 3 and on the shaft 90 by the H may be added to each other to drive the control shaft 80 of the generator 8.
  • FIG. 6 shows, in axial section, a preferred embodiment of the entire conversion mechanism, in the case of an installation comprising three energy conversion means, of the type shown schematically in FIG. 5.
  • the wave energy device advantageously comprises six oscillating arms aligned in pairs and mounted articulated on six half-shafts 23a, 23'a, 23b, 23'b, 23c, 23'c worn.
  • the casing 7 has four superimposed compartments containing, respectively, the first summator 4, the second summator 9, the speed multiplier 5 and the generator G.
  • All these members are rotatably mounted around the vertical axis 15, on a succession of aligned shafts, recessed at their ends so as to behave as a single centering shaft held by axial guide bearings spaced from each other and borne, respectively, by intermediate partition walls between the different compartments of the housing 7.
  • the upper part of the mechanism comprising the inverter 2 and the first summator 4, which adds the torques applied to the output shafts, respectively, of the wave-forming device 1, and of the wind turbine 3, is similar to that which has described above with reference to FIG.
  • the second summer 9 is similar to the first summer 4 and therefore comprises a first driving shaft 91 driving a sun gear 96, a second driving shaft 92 carrying two opposite cranks 95 and a driven shaft 98 which drives the speed multiplier 5.
  • the sun gear 96 is centered and rotated on the base of the first drive shaft 91 which forms a tubular sleeve threaded and rotatably wedged by grooves in the tubular driven shaft 48 of the first summer 4, which is held externally. by a bearing 83 'mounted in the center of a first intermediate partition 75a.
  • this first tubular drive shaft 91 is threaded and rotatably mounted, via a stack of bearings 81 for axial guidance, on the upper part of the second drive shaft 92 which is, itself, embedded and rotatably mounted axially, by means of a bearing 84, in the lower end, in the form of a hollow bush 49, of the second driving shaft 42 of the first summator 4.
  • the second driving shaft 92 which carries two opposite cranks 95 extending below the sun gear 96, is extended downward by a central shaft 92 'which passes through the speed multiplier 5 and the generator G.
  • the input shaft 50 of the multiplier 5 forms a tubular bushing which, on the one hand, is threaded and rotatably wedged into the tubular output shaft 98 of the second summator 9 and, on the other hand, is threaded and rotatably mounted, via stacked bearings 85, on the central shaft 92 '.
  • this tubular output shaft 98 is held externally by an axial guide bearing 86 mounted in the center of a second intermediate partition 75b.
  • the speed multiplier 5 advantageously comprises at least two crank stages, respectively a first stage 53a rotatably mounted on the input shaft 50 of the multiplier 5 and a second stage 53b , rotatably mounted on an intermediate shaft 55.
  • These two shafts 50,55 for driving the cranks 53a, 53b both have a tubular shape and are threaded and mounted rotatably, via a stack of axial guide bearings 85 on the central shaft 92 '.
  • cranks 53a, 53b At the ends of the cranks 53a, 53b, are rotatably mounted two stages of planetary gears 52a, 52b, which mesh, outwards on a fixed ring gear 51 and inwardly, on two small diameter pinions, respectively a pinion 54a, fitted on the intermediate shaft 55 and a pinion 54b, keyed on the output shaft 59 of the multiplier 5, also tubular, which is threaded and rotatably mounted on the central shaft 92 ', following the intermediate shaft 55 .
  • the control shaft 80 of the generator G also consists of a threaded and rotatably mounted tube, via a stack of bearings 82, on the central shaft 92 '.
  • this tubular control shaft 80 is also guided externally, at its upper end 81 by a bearing 62 mounted in the center of a median partition 75 of the casing 7 and, at its lower end 82, by a bearing 65 mounted in the center of the bottom 78 of the casing 7.
  • the central shaft 92 ' which successively passes through the second summator 9, the multiplier 5 and the generator G, is guided axially by four fixed bearings 83', 86, 62, 65, spaced apart from one another and carried , respectively, by the two intermediate partitions 75a, 75b, the median partition 75 and the bottom 78 of the casing 7.
  • the upper end 81 of the control shaft 80 forms a hollow bush in which is threaded and wedged in rotation, by grooving, the tubular output shaft 59 of the speed multiplier 5.
  • the upper end of the output shaft 90 of the H-shaped water turbine H forms a hollow bushing in which is embedded and secured in rotation, by grooving, with the lower end of the central shaft 92 'whose part upper part constitutes the second driving shaft 92, of the second summator 9.

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Abstract

Installation for converting renewable energy of a marine environment, comprising a first means (1) of converting the alternating movement of the swell into a torque that drives a first output shaft (20), at least a second means (3) for converting at least a second renewable energy into a torque that drives a second output shaft (30), and a means (4) of combining the torques applied to said output shafts in order to turn a control shaft (59) of a power generating device (G). According to the invention, the means (4) of combining the torques comprises a power adder device (4) comprising two co-axial driving shafts (41,42) slipped one inside the other these respectively being a central driving shaft (42) and a tubular driving shaft (41) respectively rotating as one with the output shafts (30, 20) of the two conversion means (3,1), and a driven shaft (48) centred on the same axis (15) as the driving shafts (41,42) and rotating as one with the control shaft (80) of the power generating device (G). The invention thus allows all of the forms of energy associated with the marine environment to be recuperated on one and the same site using installations which are highly compact with fairly low visual impact so that they can be distributed along a coastline.

Description

INSTALLATION DE PRODUCTION D'ENERGIE EN MILIEU MARIN  INSTALLATION OF ENERGY PRODUCTION IN A MARINE ENVIRONMENT
L'invention a pour objet une installation de production d'énergie à partir de l'énergie renouvelable provenant de la mer.  The invention relates to a plant for producing energy from renewable energy from the sea.
L'épuisement attendu des ressources en énergies fossiles, l'augmentation de leur coût et les risques liés à l'exploitation de nouveaux gisements ou de l'énergie nucléaire, conduisent nécessairement à développer, dans l'avenir, l'utilisation d'énergies d'origine naturelle, renouvelables et peu polluantes.  The expected depletion of fossil energy resources, the increase in their cost and the risks related to the exploitation of new deposits or nuclear energy, necessarily lead to the development, in the future, of the use of fossil fuels. of natural origin, renewable and low pollution.
Or, le milieu marin répond, au moins à proximité des côtes, à de telles exigences, puisque la houle, les marées, les courants et les vents marins développent une énergie potentielle considérable, gratuite et renouvelable.  However, the marine environment responds, at least near the coast, to such requirements, since swell, tides, currents and sea winds develop a considerable potential energy, free and renewable.
Il a été proposé, depuis longtemps, de convertir l'énergie de la houle ou des vagues en une énergie utilisable, au moyen de machines plus ou moins complexes comportant, généralement, un organe oscillant tel qu'un flotteur, soumis au mouvement alternatif, ascendant et descendant, de la surface liquide et entraînant un arbre d'entrée d'un disposi- tif de production de puissance mécanique ou électrique.  It has been proposed for a long time to convert the energy of waves or waves into usable energy by means of more or less complex machines generally comprising an oscillating member such as a float, subjected to reciprocating movement. ascending and descending, of the liquid surface and driving an input shaft of a device for producing mechanical or electrical power.
Par exemple, le document US-A-1 , 385,083, publié en 1921 , décrit un dispositif de ce type comportant deux flotteurs montés aux extrémités de deux bras montés articulés, autour d'un axe horizontal, sur un support fixe et s'étendant en des sens opposés de façon à être animés de mouvements alternatifs qui sont transformés par un mécanisme inverseur en un mouvement de rotation dans un seul sens d'un arbre de sortie.  For example, US-A-1,385,083, published in 1921, describes a device of this type comprising two floats mounted at the ends of two articulated mounted arms, about a horizontal axis, on a fixed support and extending in opposite directions so as to be animated with reciprocating movements which are transformed by an inverting mechanism into a one-way rotational movement of an output shaft.
Les études en ce sens se sont poursuivies et d'autres dispositifs ont été imaginés dans le but de récupérer l'énergie de la houle. Plus récemment, par exemple, le document US-A-3,928,967, a décrit un dispositif appelé « Canard de Salter », dans lequel l'énergie de la houle peut être récupérée au moyen d'une série d'organes mobiles soumis au mou- vement de l'eau et transformant celui-ci en une rotation alternative d'une pièce formant rotor, munie d'ailettes et tournant dans un stator afin de fonctionner comme une pompe alternative dont l'énergie peut être convertie en une énergie utilisable.  Studies in this direction have continued and other devices have been devised to recover wave energy. More recently, for example, US-A-3,928,967, has described a device called "Salter's Duck", in which the wave energy can be recovered by means of a series of moving parts subjected to movement. and transforming the water into an alternating rotation of a rotor member, provided with vanes and rotating in a stator to function as an alternative pump whose energy can be converted into usable energy.
Cependant, l'énergie ainsi produite reste relativement faible et, jusqu'à présent, de tels dispositifs de conversion du mouvement de la houle n'ont donc pas connu de déve- loppement industriel.  However, the energy thus produced remains relatively low and, so far, such devices for converting wave motion have therefore not experienced any industrial development.
Par ailleurs, dès le moyen âge, , on avait eu l'idée de construire des « moulins à marée » comportant des roues à aubes entraînées, grâce à un système de vannes, par le flux et le reflux de l'eau remplissant une retenue à marée montante et se vidant à marée descendante.  Moreover, from the Middle Ages, it had been the idea to build "tide mills" with driven impellers, through a system of valves, by the ebb and flow of the water filling a restraint at rising tide and emptying at tide.
Une telle technique a été reprise, il y a quelques dizaines d'années, dans une usine marémotrice construite en France et comportant un certain nombre de turbines placées dans un barrage et fonctionnant dans les deux sens de flux et de reflux. Cependant, malgré l'excellent fonctionnement de cette usine, une telle technique ne s'est pas développée car elle n'est valable que dans des régions soumises à une grande amplitude des marées et, en outre, nécessite la construction d'un barrage en travers d'un golfe ou d'un estuaire servant de retenue d'eau, ce qui peut présenter des inconvénients pour l'environnement. Such a technique was taken up a few decades ago in a tidal power plant built in France and comprising a number of turbines placed in a dam and operating in both directions of flow and ebb. However, despite the excellent operation of this plant, such a technique has not developed because it is only valid in areas subject to high tidal range and, in addition, requires the construction of a dam in across a gulf or estuary serving as a reservoir of water, which may have disadvantages for the environment.
En pratique, à part cette usine marémotrice, la seule énergie marine utilisée industriellement, jusqu'à présent, a donc été celle du vent et des parcs éoliens très importants ont été construits, à cet effet, à proximité des côtes ou en pleine mer. Il est donc envisagé de développer cette technique.  In practice, apart from this tidal power plant, the only marine energy used industrially so far has been that of wind and very large wind farms have been built, for this purpose, near the coast or in the open sea. It is therefore envisaged to develop this technique.
Cependant, pour bénéficier de vents suffisants et relativement réguliers, une éo- lienne industrielle doit être équipée d'une hélice placée à une hauteur très importante, pouvant dépasser une centaine de mètres au dessus du sol, et ayant des pales de très grande longueur, de l'ordre de 30 mètres.  However, in order to benefit from sufficient and relatively regular winds, an industrial wind must be equipped with a propeller placed at a very high height, which may exceed a hundred meters above the ground, and having blades of very great length, of the order of 30 meters.
Or, même avec de telles dimensions, une éolienne ne peut produire qu'une puissance relativement réduite, de l'ordre de 2 ou 3 MW. Pour obtenir une puissance appréciable, un parc éolien doit donc comporter un assez grand nombre d'éoliennes, ce qui limite les possibilités d'implantation en raison de la surface au sol nécessaire et des nuisances apportées à l'environnement. Le long des côtes, de tels parcs éoliens ne peuvent donc être réalisés que dans des régions sans grand intérêt touristique, ou bien être construits en pleine mer, à une distance suffisante de la côte pour ne pas être trop visibles, ce qui complique la construction et en augmente le coût. De plus, l'acheminement de l'électricité produite à partir d'éoliennes placées en mer, à une assez grande distance de la côte, est assez difficile et entraîne des pertes.  However, even with such dimensions, a wind turbine can produce a relatively small power, of the order of 2 or 3 MW. To obtain an appreciable power, a wind farm must therefore include a large number of wind turbines, which limits the possibilities of implantation because of the necessary floor space and nuisances to the environment. Along the coast, such wind farms can only be built in areas of low tourist interest, or built in the open sea, at a sufficient distance from the coast so as not to be too visible, which complicates the construction. and increases the cost. In addition, the transmission of electricity produced from wind turbines placed at sea, at a considerable distance from the coast, is quite difficult and leads to losses.
Il apparaît donc que, pour récupérer industriellement au moins une partie de l'énergie provenant de la mer, il n'a été prévu, jusqu'à présent, que des installations très importantes, pouvant présenter de graves inconvénients pour l'environnement.  It therefore appears that, to recover industrially at least a portion of the energy from the sea, it has been planned, so far, only very important facilities, which can present serious disadvantages for the environment.
L'invention a pour objet, en premier lieu, de remédier à de tels problèmes en utilisant, pour la conversion de l'énergie marine, des installations très compactes et, donc, peu visibles, qui pourront ainsi être réparties le long des côtes sans impact sensible sur l'environnement, de telle sorte que la possibilité de multiplier de telles installations et d'ajouter les puissances fournies individuellement, permette de rentabiliser leur construction et le transport de l'énergie totale ainsi produite.  The object of the invention is, first of all, to remedy such problems by using, for the conversion of marine energy, very compact and therefore not very visible installations, which can thus be distributed along the coasts without significant impact on the environment, so that the possibility of multiplying such installations and adding the power supplied individually, makes it possible to make their construction and transport of the total energy thus produced profitable.
En outre, les installations réalisées jusqu'à présent sur les côtes ou en mer exploitent seulement l'énergie du vent alors que d'autres phénomènes liés au milieu marin, tels que la houle ou les courants, pourraient également produire une importante énergie, gratuite et renouvelable. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est donc prévu, afin de produire une puissance maximale, de regrouper dans une même installation un ensemble de moyens permettant d'exploiter simultanément plusieurs énergies liées au milieu marin. In addition, the installations carried out so far on the coasts or at sea exploit only the energy of the wind whereas other phenomena related to the marine environment, such as the swell or the currents, could also produce an important energy, free and renewable. According to another characteristic of the invention, it is therefore provided, in order to produce maximum power, to group together in one and the same installation a set of means making it possible to simultaneously exploit several energies related to the marine environment.
A cet effet, il a déjà été proposé, dans le document WO 2012/056482, de réaliser, en bordure de mer, une installation comportant une éolienne montée sur un quai fixe de grande longueur, s'étendant vers le large, transversalement au rivage, et portant des panneaux photovoltaïques et un ensemble de flotteurs actionnés par la houle. Une telle installation permet donc de convertir trois types d'énergie mais, comme pour les parcs éoliens, son importance limite les possibilités d'implantation le long des côtes, en raison de son impact sur l'environnement. D'ailleurs, un tel système n'est pas prévu pour fournir une énergie industriellement utilisable, mais seulement pour permettre, à proximité d'une plage, le rechargement des batteries de véhicules électriques circulant, normalement, en ville.  For this purpose, it has already been proposed, in document WO 2012/056482, to create, at the seaside, an installation comprising a wind turbine mounted on a fixed dock of great length, extending outwards, transversely to the shore , and carrying photovoltaic panels and a set of floats operated by the swell. Such an installation thus makes it possible to convert three types of energy but, as for wind farms, its importance limits the possibilities of implantation along the coasts, because of its impact on the environment. Moreover, such a system is not intended to provide industrially usable energy, but only to allow, near a beach, the recharging batteries of electric vehicles circulating, normally in town.
Dans une autre installation connue, décrite dans le document KR 2009 0107694, il est prévu de monter, sur un même bâti vertical, trois moyens de conversion d'énergie reliés mécaniquement entre eux pour entraîner une génératrice, respectivement un flotteur oscillant verticalement sous l'effet de la houle, une éolienne et une hydrolienne actionnée par les courants. Le flotteur commande, au moyen d'une crémaillère, la rotation, en sens inverse, de deux arbres parallèles qui, par l'intermédiaire d'un inverseur, entraînent, dans un seul sens, un arbre de sortie horizontal solidarisé en rotation avec un arbre de commande d'une génératrice, par l'intermédiaire d'un dispositif permettant d'ajouter la puissance d'une éolienne à celle fournie par le flotteur. Ce dispositif d'addition est simplement constitué d'une roue dentée centrée et calée en rotation sur ledit arbre de sortie horizontal, et sur laquelle peut être appliqué, au moyen d'un engrenage à denture conique, le couple de rotation d'un arbre vertical entraîné par l'éolienne. De plus, l'hydrolienne placée à la partie inférieure de l'installation, entraîne également un arbre de sortie solidarisé en rotation, en des sens inverses, avec les deux arbres parallèles actionnés par le flotteur.  In another known installation, described in the document KR 2009 0107694, it is planned to mount, on the same vertical frame, three energy conversion means mechanically connected together to drive a generator, respectively a vertically oscillating float under the effect of the swell, a wind turbine and a tidal turbine powered by currents. The float controls, by means of a rack, the rotation, in the opposite direction, of two parallel shafts which, by means of an inverter, drive, in a single direction, a horizontal output shaft secured in rotation with a control shaft of a generator, via a device for adding the power of a wind turbine to that provided by the float. This addition device consists simply of a toothed wheel centered and rotatably mounted on said horizontal output shaft, and on which can be applied, by means of a bevel gear, the rotational torque of a shaft. vertical driven by the wind turbine. In addition, the tidal turbine placed at the lower part of the installation, also drives an output shaft secured in rotation, in opposite directions, with the two parallel shafts actuated by the float.
Une telle installation permet, donc, de convertir simultanément les trois types d'énergie produits, respectivement, par la houle, le vent et les courants, mais les moyens de liaison mécanique entre les trois moyens de conversion, sont constitués de simples engrenages disposés en série, qui ne sont pas adaptés aux variations inévitables des puissances fournies à chaque instant, selon les circonstances.  Such an installation makes it possible, therefore, to simultaneously convert the three types of energy produced, respectively, by swell, wind and currents, but the mechanical connection means between the three conversion means consist of simple gears arranged in series, which are not adapted to the inevitable variations of the powers provided at each moment, according to the circumstances.
De plus, l'ensemble du mécanisme, comportant plusieurs arbres horizontaux placés dans le prolongement les uns des autres, est très encombrant et doit, donc, être placé à la partie supérieure du bâti vertical dans lequel se déplace le flotteur, et qui porte, égale- ment, une éolienne. Un tel ensemble risque donc d'être trop instable pour être monté sur un corps flottant à la surface de l'eau, afin de suivre le mouvement des marées. In addition, the entire mechanism, comprising several horizontal shafts placed in the extension of each other, is very bulky and must, therefore, be placed at the top of the vertical frame in which the float moves, and which carries, equal- a wind turbine. Such a set may be too unstable to be mounted on a body floating on the surface of the water, to follow the movement of the tides.
L'invention a pour objet d'apporter une solution à l'ensemble des problèmes qui viennent d'être exposés grâce à une installation d'un type nouveau, portant des moyens de conversion d'au moins deux types d'énergie marine et restant, cependant, assez peu encombrante pour que plusieurs installations de ce type, relativement peu visibles, puissent être réparties le long d'une côte sans impact sensible sur l'environnement, et soient connectées entre elles afin de fournir une puissance globale industriellement utilisable.  The object of the invention is to provide a solution to all the problems that have just been exposed thanks to a new type of installation carrying means for converting at least two types of marine energy and remaining however, not very bulky so that several installations of this type, relatively little visible, can be distributed along a coast without significant impact on the environment, and are interconnected to provide a global power industrially usable.
La présente invention concerne donc, d'une façon générale, une installation de conversion de l'énergie renouvelable d'un milieu marin, comprenant au moins deux moyens de conversion d'au moins deux types d'énergies renouvelables, montés sur un même bâti de support, respectivement un premier moyen de conversion du mouvement alternatif de la houle en un couple d'entraînement en rotation, dans un seul sens, d'un premier arbre de sortie, au moins un second moyen de conversion d'au moins une seconde énergie renouvelable, en un couple d'entraînement en rotation, autour d'un axe, d'au moins un second arbre de sortie, et un moyen d'addition des couples appliqués sur lesdits premier et second arbres de sortie, pour l'entraînement en rotation d'un arbre de commande d'un dispositif générateur de puissance.  The present invention therefore relates, in general, to a renewable energy conversion facility of a marine environment, comprising at least two conversion means of at least two types of renewable energy, mounted on the same frame carrier, respectively a first means for converting the reciprocating motion of the swell into a one-way rotational driving torque of a first output shaft, at least a second conversion means of at least one second renewable energy, in a rotational drive torque, about an axis, of at least a second output shaft, and a torque addition means applied to said first and second output shafts, for the drive in rotation of a control shaft of a power generating device.
Conformément à l'invention, le moyen d'addition des couples appliqués sur les arbres de sortie des deux moyens de conversion est constitué d'au moins un dispositif somma- teur de puissance, comprenant deux arbres menants coaxiaux enfilés l'un dans l'autre, respectivement un arbre menant central et un arbre menant tubulaire, solidarisés en rotation, respectivement, avec les arbres de sortie des deux moyens de conversion, et un arbre mené centré sur le même axe que les deux arbres menants enfilés l'un dans l'autre et sur lequel est appliquée la somme des couples d'entraînement en rotation transmis par lesdits arbres menants, ledit arbre mené étant solidarisé en rotation avec l'arbre d'entrée du dispositif générateur de puissance.  According to the invention, the means for adding the torques applied to the output shafts of the two conversion means consists of at least one power summation device, comprising two coaxial driving shafts threaded one into the other. another, respectively a central driving shaft and a tubular driving shaft, secured in rotation, respectively, with the output shafts of the two conversion means, and a driven shaft centered on the same axis as the two driving shafts threaded one into the and to which is applied the sum of the rotational drive torques transmitted by said driving shafts, said driven shaft being secured in rotation with the input shaft of the power generating device.
Dans un mode de réalisation préférentiel, le dispositif sommateur de puissance comprend une couronne dentée calée en rotation et centrée sur le même axe que l'arbre mené et au moins une paire de pignons satellites centrés et calés en rotation sur un même axe tournant dans un palier axial porté par une extrémité d'au moins un bras formant une manivelle calée en rotation sur l'arbre menant central, respectivement un premier pignon satellite engrenant sur un pignon planétaire centré et calé en rotation sur l'arbre menant tubulaire et un second pignon satellite engrenant avec la couronne dentée pour l'entraînement en rotation de l'arbre mené sous l'action des couples de rotation appliqués par les deux moyens de conversion, respectivement, sur l'arbre menant tubulaire et sur l'arbre menant central, et dont les puissances s'ajoutent. Selon une autre caractéristique préférentielle, l'arbre menant central du dispositif sommateur est entraîné en rotation par le second moyen de conversion d'énergie et l'arbre menant tubulaire enfilé sur l'arbre menant central est entraîné en rotation par le premier moyen de conversion de l'énergie de la houle. In a preferred embodiment, the power summation device comprises a toothed ring geared in rotation and centered on the same axis as the driven shaft and at least one pair of planet gears centered and set in rotation on the same axis rotating in a axial bearing carried by one end of at least one arm forming a crank rotatably mounted on the central driving shaft, respectively a first planet gear meshing with a planet gear planar and set in rotation on the tubular drive shaft and a second gear a satellite meshing with the ring gear for driving in rotation the driven shaft under the action of the rotational torques applied by the two conversion means, respectively, on the tubular driving shaft and on the central driving shaft, and whose powers are added. According to another preferred feature, the central driving shaft of the summing device is rotated by the second energy conversion means and the tubular drive shaft threaded onto the central driving shaft is rotated by the first conversion means. the energy of the swell.
En outre, l'arbre mené du dispositif sommateur est, avantageusement, solidarisé en rotation avec l'arbre de commande du dispositif générateur de puissance par l'intermédiaire d'un mécanisme multiplicateur de vitesse. De préférence, ce mécanisme entraîne le dispositif générateur de puissance par une liaison mécanique comportant deux volants d'inertie tournant en sens contraire et reliés par un mécanisme inverseur.  In addition, the driven shaft of the summing device is advantageously secured in rotation with the control shaft of the power generating device by means of a speed multiplier mechanism. Preferably, this mechanism drives the power generating device by a mechanical connection comprising two flywheels rotating in opposite directions and connected by an inverter mechanism.
De façon particulièrement avantageuse, les arbres de sortie des moyens de conversion d'énergie, les arbres menants et l'arbre mené du dispositif sommateur de puissance, ainsi que les moyens de transmission des couples de rotation sont centrés sur un même axe de rotation.  Particularly advantageously, the output shafts of the energy conversion means, the driving shafts and the driven shaft of the power summation device, as well as the means for transmitting the torques are centered on the same axis of rotation.
Dans un mode de réalisation préférentiel permettant de réduire encore l'encombrement de l'installation, le premier arbre de sortie entraîné en rotation par le mécanisme inverseur est un arbre tubulaire centré sur un axe vertical sur lequel est également centré le second arbre de sortie, ainsi que l'arbre menant tubulaire et l'arbre central du dispositif sommateur, enfilés l'un dans l'autre, qui sont placés dans le prolongement, respectivement, desdits premier et second arbres de sortie, respectivement du premier et du second moyens de conversion.  In a preferred embodiment for further reducing the size of the installation, the first output shaft driven in rotation by the inverter mechanism is a tubular shaft centered on a vertical axis on which is also centered the second output shaft, as well as the tubular driving shaft and the central shaft of the summing device, threaded into each other, which are placed in the extension, respectively, of said first and second output shafts, respectively of the first and second means of conversion.
De préférence, le mécanisme inverseur est également centré sur cet axe et est logé dans un boîtier creux placé à la partie supérieure d'un carter appliqué et fixé sur une face supérieure du bâti de support et dans lequel est logé l'ensemble du mécanisme de conversion. Lorsque le second moyen de conversion est une éolienne, l'arbre de sortie de celle-ci est monté rotatif, autour du même axe vertical, dans un palier de guidage axial porté par une face supérieure dudit boîtier.  Preferably, the reversing mechanism is also centered on this axis and is housed in a hollow housing placed at the upper part of a casing applied and fixed on an upper face of the support frame and in which is housed the entire mechanism of conversion. When the second conversion means is a wind turbine, the output shaft thereof is rotatably mounted about the same vertical axis in an axial guide bearing carried by an upper face of said housing.
Selon une autre caractéristique préférentielle, l'arbre de sortie d'au moins un second moyen de conversion prend appui sur le bâti de support par l'intermédiaire d'une roue libre permettant la rotation dudit arbre de sortie dans un seul sens d'application d'un couple d'entraînement sur l'arbre menant correspondant du dispositif sommateur et interdisant une rotation en sens inverse sous l'action du dispositif sommateur, dans le cas où le couple d'entraînement en rotation appliqué par le second moyen de conversion, devient inférieur au couple résistant appliqué par le dispositif générateur de puissance sur l'arbre mené du dispositif sommateur.  According to another preferred feature, the output shaft of at least a second conversion means is supported on the support frame by means of a freewheel allowing the rotation of said output shaft in a single direction of application. a driving torque on the corresponding driving shaft of the summing device and prohibiting rotation in the opposite direction under the action of the summing device, in the case where the rotational driving torque applied by the second conversion means, becomes less than the resistive torque applied by the power generating device on the driven shaft of the summing device.
D'une façon générale, il est particulièrement avantageux d'utiliser, pour la conversion de l'énergie de la houle, un dispositif houlomoteur du type comportant au moins un flotteur animé d'un mouvement alternatif ascendant et descendant sous l'action de la houle et relié cinématiquement à un premier arbre de sortie par l'intermédiaire d'un mécanisme inverseur, de façon à entraîner en rotation ledit premier arbre de sortie dans un seul sens de rotation. In general, it is particularly advantageous to use, for the conversion of wave energy, a wave energy device of the type comprising at least one float animated with a reciprocating movement ascending and descending under the action of the swell and kinematically connected to a first output shaft via an inverter mechanism to rotate said first output shaft in a single direction of rotation.
Comme indiqué plus haut, un dispositif de ce type avait été décrit, par exemple, dans le document KR 2009 0107694. Dans ce cas, cependant, l'ensemble du mécanisme de conversion est placé horizontalement au dessus du bâti de support et une telle disposition est assez encombrante et relativement instable.  As noted above, a device of this type had been described, for example, in KR 2009 0107694. In this case, however, the entire conversion mechanism is placed horizontally above the support frame and such an arrangement is quite bulky and relatively unstable.
L'inventeur a donc eu l'idée, pour éviter de tels inconvénients, de reprendre une disposition plus ancienne, du type décrit dans le document US 1385083, dans laquelle le mécanisme est entraîné par deux flotteurs montés aux extrémités de deux bras articulés s'étendant à la surface de l'eau. Une telle disposition est, en effet, moins encombrante et plus stable.  The inventor therefore had the idea, in order to avoid such drawbacks, to use an older arrangement, of the type described in document US 1385083, in which the mechanism is driven by two floats mounted at the ends of two articulated arms. extending to the surface of the water. Such an arrangement is, in fact, less cumbersome and more stable.
Cependant, la direction de la houle et de vagues peut varier, en particulier le long de la côte. Or, si une éolienne peut facilement être orientée en fonction de la direction du vent, il n'en est pas de même pour un tel dispositif houlomoteur à bras oscillants  However, the direction of swell and waves can vary, especially along the coast. However, if a wind turbine can easily be oriented according to the direction of the wind, it is not the same for such a wave-powered oscillating arm device.
C'est pourquoi, dans un mode de réalisation préférentiel permettant de bénéficier de l'amplitude maximale des vagues, le premier moyen de conversion de l'énergie de la houle comprend au moins trois bras portant chacun un flotteur à une extrémité et montés articulés, à leur autre extrémité, sur un support, lesdits bras s'étendant radialement suivant au moins trois directions réparties en étoile autour d'un axe central sensiblement vertical du support et étant montés oscillants autour d'axes d'articulation concourants passant par ledit axe central. Dans ce cas, le mécanisme inverseur comprend une roue principale à denture conique, d'entraînement en rotation d'un premier arbre de sortie et, pour chacun des bras, une paire de deux pignons coniques opposés, engrenant avec la denture conique de la roue principale et solidarisés en rotation, chacun dans un sens, avec ledit bras, lesdites paires de pignons coniques se chevauchant de façon que leurs axes de rotation soient disposés en étoile autour de l'axe de la roue principale et que tous les pignons soient régulièrement répartis le long de sa denture conique.  Therefore, in a preferred embodiment to benefit from the maximum amplitude of the waves, the first wave energy conversion means comprises at least three arms each carrying a float at one end and mounted articulated, at their other end, on a support, said arms extending radially in at least three directions distributed in a star around a substantially vertical central axis of the support and being mounted oscillating about intersecting axes of articulation passing through said central axis; . In this case, the reversing mechanism comprises a main gear with conical teeth, driving in rotation of a first output shaft and, for each of the arms, a pair of two opposite conical gears meshing with the conical toothing of the wheel. main and rotationally fixed, each in one direction, with said arm, said pairs of bevel gears overlapping so that their axes of rotation are arranged in a star around the axis of the main wheel and all the gears are evenly distributed along its conical teeth.
Selon une autre caractéristique de l'invention, de telles dispositions permettent, tout en conservant la compacité de l'ensemble du mécanisme, de monter trois moyens de conversion sur un même bâti de support, respectivement un dispositif houlomoteur au niveau de l'eau, entraînant en rotation un premier arbre de sortie, une éolienne placée au dessus de l'eau, entraînant en rotation un second arbre de sortie, et une hydrolienne immergée dans l'eau, entraînant en rotation un troisième arbre de sortie, ces trois arbres de sortie étant centrés sur un même axe vertical, l'installation comprenant, alors, deux dispositifs sommateurs afin d'ajouter les uns aux autres les couples d'entraînement appliqués respectivement sur lesdits arbres de sortie, par le dispositif houlomoteur, par l'éolienne et par l'hydrolienne. According to another characteristic of the invention, such arrangements make it possible, while keeping the compactness of the entire mechanism, to mount three conversion means on one and the same support frame, respectively a water-wave device at the level of the water, rotating a first output shaft, a wind turbine placed above the water, rotating a second output shaft, and a tidal turbine immersed in the water, rotating a third output shaft, these three shafts. output being centered on the same vertical axis, the installation comprising, then, two summing devices in order to add to each other the drive torques applied respectively on said output shafts, by the wave energy device, the wind turbine and the tidal turbine.
Dans ce cas, le premier dispositif sommateur comporte deux arbres menants solidarisés en rotation, respectivement, avec les arbres de sortie, respectivement, du premier et du second moyens de conversion et un arbre mené, et le second dispositif sommateur comporte un premier arbre menant solidarisé en rotation avec l'arbre mené du premier dispositif sommateur, un second arbre menant solidarisé en rotation avec le troisième arbre de sortie du troisième moyen de conversion d'énergie, et un arbre mené commandant la rotation de l'arbre de commande du dispositif générateur de puissance.  In this case, the first summing device comprises two driving shafts fixed in rotation, respectively, with the output shafts, respectively, of the first and second conversion means and a driven shaft, and the second summing device comprises a first integral drive shaft. in rotation with the driven shaft of the first summing device, a second driving shaft secured in rotation with the third output shaft of the third energy conversion means, and a driven shaft controlling the rotation of the control shaft of the generating device power.
Mais l'invention sera mieux comprise par la description détaillée de certains modes de réalisation préférentiels, donnés à titre d'exemple et illustrés par les dessins annexés.  But the invention will be better understood by the detailed description of some preferred embodiments, given by way of example and illustrated by the accompanying drawings.
La figure 1 est un schéma de l'ensemble d'une installation, dans un premier mode de réalisation de l'invention comportant deux moyens de conversion d'énergie.  FIG. 1 is a diagram of the assembly of an installation, in a first embodiment of the invention comprising two energy conversion means.
La figure 2 est une vue de dessus d'un dispositif houlomoteur à trois bras oscillants. Figure 2 is a top view of a wave-powered device with three swing arms.
La figure 3 est une vue en coupe axiale de l'ensemble du mécanisme d'une installation comportant un dispositif houlomoteur à six bras et une éolienne non représentée. Figure 3 is an axial sectional view of the assembly of the mechanism of an installation comprising a six-armed wave device and a not shown wind turbine.
La figure 4 est une vue en perspective d'une installation comportant un dispositif nou- lomoteur à six bras, une éolienne et une hydrolienne.  FIG. 4 is a perspective view of an installation comprising a six-arm new-motor device, a wind turbine and a tidal turbine.
La figure 5 est un schéma de l'ensemble d'une installation comportant trois moyens de conversion d'énergie..  FIG. 5 is a diagram of the assembly of an installation comprising three means of energy conversion.
La figure 6 est une vue en coupe axiale de l'ensemble du mécanisme d'une installation comportant trois moyens de conversion.  Figure 6 is an axial sectional view of the entire mechanism of an installation comprising three conversion means.
Sur la figure 1 , on a représenté schématiquement, dans un premier mode de réalisation, l'ensemble d'une installation selon l'invention comportant deux moyens de conversion de l'énergie marine, respectivement un premier moyen de conversion 1 , tel qu'un dispositif de récupération de l'énergie produite par le mouvement périodique de la houle, associé à un mécanisme inverseur 2 commandant la rotation, dans un seul sens, d'un premier arbre de sortie 20, et un second moyen de conversion 3, tel qu'une éolienne, commandant la rotation d'un second arbre de sortie 30. Les couples appliqués sur les deux arbres de sortie 20,30, sont additionnés par un dispositif sommateur de puissance 4 ayant un premier arbre menant 41 entraîné par le premier arbre de sortie 20, un second arbre menant 42 entraîné par le second arbre de sortie 30, et un arbre mené 48 qui entraîne un arbre de commande 80 d'un dispositif générateur de puissance G, par l'intermédiaire d'un mécanisme multiplicateur de vitesse 5.  FIG. 1 diagrammatically shows, in a first embodiment, the assembly of an installation according to the invention comprising two means for converting the marine energy, respectively a first conversion means 1, such as a device for recovering the energy produced by the periodic movement of the swell, associated with an inverter mechanism 2 controlling the rotation, in one direction only, of a first output shaft 20, and a second conversion means 3, such as a wind turbine, controlling the rotation of a second output shaft 30. The couples applied to the two output shafts 20,30, are added by a power summing device 4 having a first driving shaft 41 driven by the first shaft 20, a second drive shaft 42 driven by the second output shaft 30, and a driven shaft 48 which drives a control shaft 80 of a power generating device G, via a multiplier mechanism. speedometer 5.
Comme le montre la figure 1 , tous ces dispositifs, ainsi que les mécanismes de transmission des couples de rotation, sont centrés sur un même axe 15 et sont portés par un bâti de support unique M qui, pour simplifier le dessin, est symbolisé par des rectangles hachurés. As shown in Figure 1, all these devices, as well as the torque transmission mechanisms, are centered on the same axis 15 and are supported by a single support frame M which, to simplify the drawing, is symbolized by hatched rectangles.
D'une façon générale, on utilise un dispositif houlomoteur du type comprenant au moins un organe oscillant animé, au passage d'une vague, d'un mouvement alternatif ascendant et descendant et relié cinématiquement à un arbre de sortie par l'intermédiaire d'un mécanisme inverseur.  In general, a wave-type device of the type comprising at least one animated oscillating member, at the passage of a wave, an upward and downward reciprocating movement and kinematically connected to an output shaft via a vibrating device is used. an inverter mechanism.
Ce dispositif houlomoteur 1 est du type décrit dans le document US-A-1 , 385,083, comprenant au moins un bras articulé à une extrémité sur un support fixe et portant, à son autre extrémité, un flotteur (non représenté) qui commande une oscillation périodique dudit bras, alternativement vers le haut et vers le bas, sous l'effet du mouvement, périodiquement ascendant et descendant, de la surface liquide.  This wave energy device 1 is of the type described in document US-A-1, 385,083, comprising at least one arm articulated at one end on a fixed support and carrying, at its other end, a float (not shown) which controls an oscillation periodically of said arm, alternately upwards and downwards, under the effect of the periodically ascending and descending movement of the liquid surface.
Dans le mode de réalisation préférentiel représenté schématiquement sur la figure 1 , chaque bras oscillant 11 forme une fourche ayant deux branches écartées 110,1 10', monté rotatives, autour d'un axe d'articulation χ',χ, sur le bâti de support M, et le mouvement d'oscillation du bras est transformé en un couple d'entraînement en rotation, dans un seul sens, du premier arbre de sortie 20, par un mécanisme inverseur 2 placé entre les deux branches écartées 110,110' et comprenant une roue à denture conique 21 centrée sur l'arbre 20 et sur laquelle engrènent, en deux zones diamétralement opposées, deux pignons coniques 22,22' tournant autour d'arbres alignés 23,23', centrés sur l'axe d'articulation χ',χ et pouvant être solidarisés en rotation, chacun dans un sens, par des roues libres ou des dispositifs à cliquets, respectivement avec chacune des deux branches 110,1 10', du bras oscillant qui applique ainsi, lors de ses mouvements d'oscillation, un couple de rotation, dans un seul sens, sur la roue 21 et l'arbre de sortie 20.  In the preferred embodiment diagrammatically shown in FIG. 1, each oscillating arm 11 forms a fork having two spaced apart branches 110, 1 ', rotatably mounted about an articulation axis χ', χ, on the frame of FIG. support M, and the oscillation movement of the arm is converted into a one-way rotational driving torque of the first output shaft 20, by an inverter mechanism 2 placed between the two spaced branches 110, 110 'and comprising a conical gear 21 centered on the shaft 20 and on which meshes, in two diametrically opposed zones, two bevel gears 22,22 'rotating around aligned shafts 23,23', centered on the hinge axis χ ' , χ and can be secured in rotation, each in one direction, by freewheels or ratchet devices, respectively with each of the two branches 110,1 10 ', of the oscillating arm which thus applies, during its oscillation movements , a couple of rotation, in one direction, on the wheel 21 and the output shaft 20.
Cette disposition, relativement simple, permet d'entraîner une génératrice G mais l'énergie récupérée dépend de l'amplitude des mouvements d'oscillation qui dépendent eux-mêmes de la hauteur des vagues et, par conséquent, de leur sens de déplacement par rapport à la direction des bras. Pour bénéficier d'une amplitude maximale, il faudrait donc que les bras oscillants soient toujours orientés perpendiculairement à la crête des vagues.  This relatively simple arrangement makes it possible to drive a generatrix G, but the energy recovered depends on the amplitude of the oscillation movements which themselves depend on the height of the waves and, consequently, on their direction of movement relative to to the direction of the arms. To benefit from a maximum amplitude, it would therefore be necessary for the oscillating arms to always be oriented perpendicular to the ridge of the waves.
Mais le sens de déplacement des vagues dépend de nombreux facteurs tels que la direction des vents et des courants et le profil du fond et de la côte, surtout à proximité de celle-ci.  But the direction of wave movement depends on many factors such as the direction of the winds and currents and the profile of the bottom and the coast, especially near it.
Dans le cas d'un dispositif immergé à bras oscillants il serait trop complexe et onéreux de modifier l'orientation des bras en fonction de la direction des vagues, comme on le fait pour l'hélice d'une éolienne. On peut donc, simplement, choisir cette orientation en fonction d'une direction dominante sur le site, ce qui diminue le rendement de conversion de l'énergie des vagues, lorsque celles-ci viennent d'une autre direction. In the case of a submerged device with oscillating arms it would be too complex and expensive to modify the orientation of the arms depending on the direction of the waves, as is done for the propeller of a wind turbine. So we can simply choose this orientation in depending on a dominant direction on the site, which decreases the energy conversion efficiency of the waves, when they come from another direction.
C'est pourquoi, selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le dispositif houlomoteur, représenté en vue de dessus sur la figure 2, comprend au moins trois bras oscillants portant chacun un flotteur et s'étendant radialement suivant au moins trois directions décalées angulairement de 120° et se croisant sur un axe central vertical du support.  Therefore, according to another particularly advantageous feature of the invention, the wave energy device, shown in plan view in Figure 2, comprises at least three oscillating arms each carrying a float and extending radially in at least three directions offset angularly 120 ° and intersecting on a vertical central axis of the support.
En effet, grâce à cette disposition en étoile des bras oscillants et à la répartition des flotteurs autour de l'axe, il est possible de récupérer, à chaque instant, une énergie maximale, quelle que soit l'orientation de la houle.  Indeed, thanks to this star arrangement of the oscillating arms and the distribution of the floats around the axis, it is possible to recover, at each moment, a maximum energy, whatever the orientation of the swell.
Dans ce cas, comme le montre schématiquement la figure 2, les trois bras oscillants 1 1a, 11 b,1 1c sont montés rotatifs, respectivement, sur trois arbres horizontaux centrés sur des axes concourants 10a, 10b, 10c, se croisant sur un axe central 15 du support M. Chacun des bras 11 présente une extrémité en forme de fourche ayant deux branches écartées 1 10,1 10' articulées, respectivement, sur deux demi-arbres 13a,13'a,13b,13'b, 13c,13'c, qui s'étendent respectivement vers l'extérieur, de part et d'autre de l'axe central 15, entre une pièce centrale formant une noix fixe de support 17 et un palier 16,16' de centrage de la branche correspondante du bras oscillant 11. Chaque demi-arbre 13,13', est, donc, porté, à son extrémité interne, par la noix de support fixe 17 et, à son autre extrémité, par une pièce d'appui 14,14' portée par le support fixe M.  In this case, as shown schematically in FIG. 2, the three oscillating arms 1 1a, 11b, 1c are rotatably mounted, respectively, on three horizontal shafts centered on intersecting axes 10a, 10b, 10c, crossing one axis central 15 of the support M. Each of the arms 11 has a fork-shaped end having two spaced branches 1 10,1 10 'articulated, respectively, on two half-shafts 13a, 13'a, 13b, 13'b, 13c, 13'c, which respectively extend outwards, on either side of the central axis 15, between a central piece forming a fixed support nut 17 and a bearing 16.16 '' of centering of the branch corresponding to the oscillating arm 11. Each half-shaft 13,13 ', is, therefore, carried at its inner end by the fixed support nut 17 and, at its other end, by a support piece 14,14' carried by the fixed support M.
Le mécanisme inverseur 2 représenté schématiquement, en vue de dessus, sur la figure 2, comprend une roue principale 21 à denture conique, centrée sur un arbre 20 monté rotatif autour de l'axe central vertical 15, et sur laquelle engrènent, pour chaque bras, une paire de deux pignons coniques diamétralement opposés 22,22', qui peuvent être entraînés en rotation en sens contraire, l'un par le mouvement ascendant du bras 1 1 et l'autre par le mouvement descendant, de façon à appliquer un couple de rotation dans un seul sens sur la roue principale 21 dont l'arbre 20 constitue l'arbre de sortie du dispositif de conversion 1.  The reversing mechanism 2 diagrammatically shown in plan view in FIG. 2 comprises a main gear 21 with conical teeth, centered on a shaft 20 rotatably mounted around the vertical central axis 15 and on which meshes with each arm a pair of two diametrically opposed bevel gears 22, 22 ', which can be rotated in opposite directions, one by the upward movement of the arm 11 and the other by the downward movement, so as to apply a torque rotation in one direction on the main wheel 21, the shaft 20 constitutes the output shaft of the conversion device 1.
Pour permettre cette conversion du mouvement oscillant de chaque bras en un couple de rotation appliqué, en des sens opposés, sur les deux pignons associés, placés face à face, chacun desdits pignons 22,22' est monté à une extrémité interne d'un arbre tubulaire en forme de douille 23,23', qui est enfilé et monté rotatif autour de l'axe 10, sur la partie externe du demi-arbre correspondant 13,13', par l'intermédiaire d'un palier de centrage 16, 16' comprenant deux éléments pouvant être solidarisés en rotation, dans un seul sens, par une roue libre, respectivement, un élément externe solidaire en rotation de la branche correspondante 110,1 0' du bras 11 et un élément interne centré et calé en rotation sur l'arbre tubulaire 23,23' du pignon conique 22,22'. Ainsi, lors du mouvement ascendant d'un flotteur, par exemple A, l'une des branches 1 10a du bras 1 1a peut commander la rotation dans un premier sens du pignon 22a et, lors du mouvement descendant, l'autre branche 110'a commande la rotation, dans le sens inverse, du pignon 22'a diamétralement opposé. Les deux pignons 22a,22'a appliquent ainsi sur l'arbre 20 de la roue principale 21 , un couple de rotation dans le même sens autour de son axe 15. To allow this conversion of the oscillating movement of each arm into a torque applied in opposite directions on the two associated pinions, placed face to face, each of said pinions 22, 22 'is mounted at an inner end of a shaft. tubular sleeve-shaped 23,23 ', which is threaded and rotatably mounted about the axis 10, on the outer portion of the corresponding half-shaft 13,13', by means of a centering bearing 16, 16 comprising two elements that can be secured in rotation, in one direction, by a freewheel, respectively, an outer member rotatably integral with the corresponding arm 110,1 0 'of the arm 11 and an inner element centered and rotatably mounted on the tubular shaft 23,23 'of the bevel gear 22,22'. So, during the movement ascending a float, for example A, one of the branches 1 10a of the arm 1 1a can control the rotation in a first direction of the pinion 22a and, during the downward movement, the other arm 110'a controls the rotation, in the opposite direction, pinion 22'a diametrically opposite. The two pinions 22a, 22'a thus apply on the shaft 20 of the main wheel 21, a torque in the same direction about its axis 15.
De plus, comme le montre la figure 2, les trois paires de pignons coniques associés, respectivement, aux trois bras 1 1 a, 1 1 b, 11c, se chevauchent de façon que les six pignons, respectivement 22a,22'c,22b,22'a,22c,22'b, associés alternativement à chacun des bras, soient régulièrement répartis, aux sommets d'un hexagone, le long de la denture circulaire conique de la roue principale 2 . Ainsi, l'énergie résultant des oscillations indépendantes des trois bras peut être convertie en trois couples de rotation appliqués à chaque instant sur l'arbre de sortie 20 du dispositif et dont les effets s'ajoutent.  In addition, as shown in FIG. 2, the three pairs of bevel gears associated respectively with the three arms 11a, 11b, 11c, overlap so that the six gears 22a, 22'c, 22b respectively , 22'a, 22c, 22'b, associated alternately with each of the arms, are regularly distributed, at the vertices of a hexagon, along the conical circular toothing of the main wheel 2. Thus, the energy resulting from the independent oscillations of the three arms can be converted into three torques applied at each moment on the output shaft 20 of the device and whose effects are added.
La répartition, autour de l'axe central 15, des flotteurs A,B,C et la disposition en étoile des trois bras de support 11 a, 11 b, 11c, qui oscillent indépendamment l'un de l'autre sous l'effet de la houle, permet, quelle que soit l'orientation de celle-ci, de récupérer, à chaque instant, une énergie maximale.  The distribution, around the central axis 15, floats A, B, C and the star arrangement of the three support arms 11a, 11b, 11c, which oscillate independently of one another under the effect of the swell, allows, whatever the orientation of this one, to recover, at every moment, a maximum energy.
Mais le rendement du dispositif peut encore être amélioré en augmentant le nombre de flotteurs et de bras oscillants répartis en étoile autour de l'axe central 15. Pour cela, il est particulièrement intéressant d'utiliser un nombre pair de flotteurs et de bras porteurs qui peuvent alors être alignés et articulés deux par deux sur un même arbre d'oscillation, en s'étendant dans des directions diamétralement opposées.  But the efficiency of the device can be further improved by increasing the number of floats and oscillating arms distributed in a star around the central axis 15. For this, it is particularly advantageous to use an even number of floats and carrying arms which can then be aligned and articulated in pairs on the same oscillation shaft, extending in diametrically opposite directions.
La figure 3, par exemple, est une vue en coupe axiale de l'ensemble du mécanisme de conversion d'une installation comportant un dispositif houlomoteur à six bras, du type représenté en perspective sur la figure 4. La figure 3 concerne une installation comportant deux moyens de conversion, respectivement un dispositif houlomoteur et une éolienne, alors que l'installation de la figure 4, qui sera décrite plus loin, comporte, en outre, une hydrolienne, mais les dispositifs houlomoteurs sont les mêmes.  FIG. 3, for example, is a view in axial section of the assembly of the conversion mechanism of an installation comprising a six-armed wave-powered device, of the type shown in perspective in FIG. 4. FIG. two conversion means, respectively a wave energy device and a wind turbine, while the installation of Figure 4, which will be described later, further comprises a tidal turbine, but the power wave devices are the same.
Comme le montre la figure 4, ce dispositif houlomoteur comporte donc six flotteurs A,B,C,D,E,F, montés aux extrémités de six bras s'étendant en étoile, qui sont articulés autour d'axes horizontaux sur le bâti de support fixe constitué, dans ce cas, d'un coffre ou d'une bouée 6, reliée au fond de façon à suivre des variations de niveau de grande amplitude dues aux marées, en restant, cependant, relativement fixe par rapport aux vagues.  As shown in FIG. 4, this wave energy device therefore comprises six floats A, B, C, D, E, F, mounted at the ends of six arms extending in a star, which are articulated about horizontal axes on the frame of FIG. fixed support constituted, in this case, a chest or a buoy 6, connected to the bottom so as to follow large level variations of level due to tides, remaining, however, relatively fixed with respect to the waves.
Chacun des flotteurs est porté à l'extrémité d'un bras oscillant 11 comportant, dans ce mode de réalisation, deux parties sensiblement parallèles, respectivement une partie inférieure de maintien latéral 1 11 , articulée autour d'un axe horizontal 1 12, sur la bouée de support 6, et une partie supérieure 110 d'entraînement de l'arbre de sortie 20 du mécanisme inverseur 2 du dispositif de conversion 1. Comme précédemment, les parties supérieures des trois bras 11a,11b,11 c,11d,11 e,11f, forment des fourches à deux branches articulées, respectivement, sur trois axes d'oscillation 10a, 10b, 10c, qui se croisent sur l'axe central vertical 15 du mécanisme inverseur 2. Each of the floats is carried at the end of an oscillating arm 11 comprising, in this embodiment, two substantially parallel parts, respectively a lower lateral holding portion 11, hinged about a horizontal axis 1 12, on the support buoy 6, and an upper portion 110 driving the output shaft 20 of the inverter mechanism 2 of the conversion device 1. As before, the parts upper three arms 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f, form articulated double-spoke forks, respectively, on three axes of oscillation 10a, 10b, 10c, which intersect on the vertical central axis 15 of the inverter mechanism 2.
Par ailleurs, comme le montre la figure 4, pour permettre les oscillations indépendantes des bras de support 11 , sans interférence, des branches qui se croisent autour du mécanisme inverseur 2, l'extrémité d'articulation de la branche 1 10 placée sur la gauche de chaque bras 1 1, en regardant l'axe central 15, est coudée vers le haut, alors que l'extrémité de la branche de droite 1 10' est coudée vers le bas. Ainsi, la branche de gauche 1 10a du bras 11a passe au dessus de la branche de droite 110'f du bras voisin 11f, alors que la branche de droite 110'a passe en dessous de la branche de gauche 110b du bras 11b.  Moreover, as shown in FIG. 4, to allow the independent oscillations of the support arms 11, without interference, branches that intersect around the inverter mechanism 2, the hinge end of the branch 1 10 placed on the left each arm 1 1, looking at the central axis 15 is bent upwards, while the end of the right leg 1 10 'is bent downwards. Thus, the left arm 1 10a of the arm 11a passes over the right arm 110'f of the adjacent arm 11f, while the right arm 110'a passes below the left arm 110b of the arm 11b.
Le mécanisme inverseur 2 est du type représenté schématiquement sur les figures 1 et 2 et comporte donc, pour chaque bras 11 en forme de fourche, deux pignons coniques 22,22', centrés sur un axe horizontal d'oscillation et entraînés en sens contraire, qui engrènent sur une roue principale à denture conique 21 d'entraînement de l'arbre de sortie 20 de l'inverseur 2.  The reversing mechanism 2 is of the type shown diagrammatically in FIGS. 1 and 2 and therefore comprises, for each fork-shaped arm 11, two bevel gears 22, 22 ', centered on a horizontal axis of oscillation and driven in the opposite direction, which meshes with a main gear with conical teeth 21 for driving the output shaft 20 of the inverter 2.
Dans le mode de réalisation préférentiel représenté sur la figure 3, qui est une vue en coupe par un plan vertical passant par l'axe d'articulation commun 10a des deux bras alignés 11a et 1 1d, les branches 110a, 1 10'a et 1 10d,110'd des deux bras sont imbriquées de façon que leurs paliers 16,16' puissent être enfilés côte à côte sur chacune des deux parties d'un arbre d'oscillation commun s'étendant, respectivement, de part et d'autre d'un carter 7 fixé rigidement sur une face supérieure 60 de la bouée de support 6, et dont la partie supérieure forme un boîtier creux 70 dans lequel est logé le mécanisme inverseur 2. Les paliers 16'd et 16a, placés à gauche du boîtier 70 sur la figure 3, sont donc portés par la partie externe du demi-arbre 13a, les paliers 16d et 16'a, placés à droite, étant portés par la partie externe du demi-arbre 13'a.  In the preferred embodiment shown in Figure 3, which is a sectional view through a vertical plane passing through the common axis of articulation 10a of the two aligned arms 11a and 11d, the branches 110a, 1 10'a and 1 10d, 110'd of the two arms are interleaved so that their bearings 16, 16 'can be threaded side by side on each of the two parts of a common oscillation shaft extending, respectively, on both sides. another of a housing 7 fixed rigidly on an upper face 60 of the support buoy 6, and whose upper part forms a hollow housing 70 in which is housed the inverter mechanism 2. The bearings 16'd and 16a, placed on the left of the housing 70 in Figure 3, are carried by the outer portion of the half-shaft 13a, the bearings 16d and 16'a, placed on the right, being carried by the outer portion of the half shaft 13'a.
De même, chaque paire de bras tels que 1 1a, 1 1d, commande la rotation de deux pignons coniques opposés 22a,22'a, engrenant sur la roue dentée principale 21. Comme dans le cas du dispositif à trois bras représenté sur la figure 2, les six pignons 22a, 22'c, 22b, 22'a, 22c, 22'b, associés alternativement à chaque paire de bras, sont imbriqués de façon à être répartis régulièrement le long de la denture conique de la roue principale 21.  Similarly, each pair of arms such as 1 1a, 1 1d, controls the rotation of two opposite conical bevel gears 22a, 22'a, meshing with the main gear wheel 21. As in the case of the three-arm device shown in FIG. 2, the six pinions 22a, 22'c, 22b, 22'a, 22c, 22'b, associated alternately with each pair of arms, are nested so as to be evenly distributed along the conical toothing of the main wheel 21 .
Avantageusement, chacun des six demi-arbres 13,13' répartis en étoile autour de l'axe central 15, s'étend en porte à faux à partir du boîtier 70, de la façon représentée sur la figure 3, afin de faciliter le montage des bras et de dégager l'espace autour du mécanisme inverseur 2.  Advantageously, each of the six half-shafts 13, 13 'distributed in a star around the central axis 15, extends cantilevered from the housing 70, as shown in FIG. 3, in order to facilitate assembly. arms and clear the space around the inverter mechanism 2.
A cet effet, l'extrémité interne de chacun des demi-arbres 13,13' est encastrée dans une noix de support fixe 17 qui est logée dans le boîtier creux 70 et est dimensionnée de façon à ménager, à l'intérieur de celui-ci, un espace inférieur plat dans lequel s'étend horizontalement la roue dentée principale 21 de l'inverseur 2 et un espace annulaire dans lequel sont placés verticalement, l'un à coté de l'autre, les six pignons coniques 22a,22'c,22b,22'a,22c,22'b répartis en cercle autour de la noix de support 17 qui est centrée sur l'axe vertical 5. For this purpose, the inner end of each of the half-shafts 13, 13 'is embedded in a fixed support nut 17 which is housed in the hollow housing 70 and is dimensioned by so as to arrange, inside thereof, a flat lower space in which extends horizontally the main gear 21 of the inverter 2 and an annular space in which are placed vertically, one next to the the other, the six bevel gears 22a, 22'c, 22b, 22'a, 22c, 22'b distributed in a circle around the support nut 17 which is centered on the vertical axis 5.
Comme précédemment, chacun des pignons coniques 22,22' est monté à une extrémité interne d'un arbre tubulaire 23,23' qui, de la façon représentée sur la figure 3, comporte une prolongation en forme de douille, montée rotative, autour de l'axe 10, sur la partie externe du demi-arbre 13,13' et s'étendant radialement sur la longueur nécessaire pour porter deux paliers placés côte à côte tels que, sur la figure 3, les paliers 16a,16'd et 16'a,16d, des deux bras alignés 11a,11d.  As before, each of the bevel gears 22, 22 'is mounted at an inner end of a tubular shaft 23, 23' which, as shown in FIG. 3, has a sleeve-like extension rotatably mounted around the axis 10, on the outer part of the half-shaft 13,13 'and extending radially over the length necessary to carry two bearings placed side by side such that, in Figure 3, the bearings 16a, 16'd and 16'a, 16d, two arms aligned 11a, 11d.
Comme le montre la figure 3, chacun desdits paliers 16 comprend un élément externe 161 calé en rotation sur la branche correspondante du bras 1 1 , un élément interne 162 calé en rotation sur l'arbre tubulaire 23,23' du pignon 22,22', et une roue libre 160 de solidarisation en rotation, dans un seul sens, de ladite branche du bras avec l'arbre tubulaire correspondant. Pour permettre le montage, l'élément interne 162, en forme de bague, est enfilé sur la partie externe de l'arbre tubulaire 23 qui est munie d'une rainure de solidarisation dans laquelle coulisse une partie en saillie correspondante de la bague 162.  As shown in Figure 3, each of said bearings 16 comprises an outer member 161 rotatably mounted on the corresponding arm of the arm 1 1, an inner member 162 set in rotation on the tubular shaft 23,23 'of the pinion 22,22' , and a freewheel 160 for fastening in rotation, in one direction, of said branch of the arm with the corresponding tubular shaft. To allow mounting, the internal ring-shaped element 162 is threaded onto the outer part of the tubular shaft 23 which is provided with a groove in which a corresponding projecting portion of the ring 162 slides.
De la sorte, les roues libres 160 de chaque paire de paliers placés côte à côte sur un même demi-arbre 23, entraînent celui-ci dans le même sens, de façon que les bras correspondants agissent, l'un lors d'un mouvement ascendant et l'autre, dans le sens descendant, et inversement pour le demi-arbre 23' s'étendant de l'autre côté du boîtier 70.  In this way, the freewheels 160 of each pair of bearings placed side by side on the same half-shaft 23, drive it in the same direction, so that the corresponding arms act, one during a movement ascending and the other, in the downward direction, and vice versa for the half-shaft 23 'extending from the other side of the housing 70.
Comme les pignons correspondants 22,22' sont montés face à face, ils entraînent l'un et l'autre la roue horizontale 21 dans le même sens. Chaque paire de bras alignés montant et descendant au cours du passage d'une vague, applique donc, en permanence, un couple de rotation sur la roue principale 21 d'entraînement de l'arbre de sortie 20.  As the corresponding pinions 22,22 'are mounted face to face, they both drive the horizontal wheel 21 in the same direction. Each pair of aligned arms ascending and descending during the passage of a wave, therefore permanently applies a torque to the main drive wheel 21 of the output shaft 20.
Comme précédemment, il résulte de la disposition en étoile des six bras autour de l'axe central 15, qu'à chaque instant, l'une des paires de bras alignés est bien orientée et bénéficie de l'amplitude maximale des vagues, alors que les deux autres paires de bras reçoivent une énergie moindre mais non négligeable. Les trois paires de pignons 22a, 22'a, 22b, 22'b, 22c, 22'c sont donc actionnées simultanément, chacune par la paire de bras alignés correspondante, et leurs effets s'ajoutent à chaque instant en raison de leur répartition le long de la denture circulaire de la roue principale 21. L'invention permet ainsi de récupérer de façon optimale l'énergie potentielle des vagues, quelle que soit leur orientation. Mais en outre, pour augmenter le rendement de conversion de l'ensemble de l'énergie développée sur le site, l'installation selon l'invention, représentée schématique- ment sur la figure 1 , permet d'ajouter à l'énergie produite par les vagues, au moins une seconde énergie produite, par exemple, par une éolienne. As previously, it results from the star arrangement of the six arms around the central axis 15, that at each moment, one of the pairs of aligned arms is well oriented and benefits from the maximum amplitude of the waves, while the other two pairs of arms receive a lesser but not insignificant energy. The three pairs of gears 22a, 22'a, 22b, 22'b, 22c, 22'c are therefore actuated simultaneously, each by the pair of corresponding aligned arms, and their effects are added at each moment because of their distribution. along the circular toothing of the main wheel 21. The invention thus optimally recovering the potential energy of the waves, whatever their orientation. However, in order to increase the conversion efficiency of all the energy developed on the site, the installation according to the invention, represented diagrammatically in FIG. 1, makes it possible to add to the energy produced by waves, at least a second energy produced, for example, by a wind turbine.
En effet, comme on l'a représenté, en perspective, sur la figure 4, une éolienne 3 peut aussi être placée au-dessus du dispositif houlomoteur constituant le premier moyen 1 de conversion de l'énergie des vagues et le couple de rotation ainsi obtenu peut être appliqué également sur le mécanisme inverseur 2 logé, de la façon indiquée plus haut, dans le boîtier creux 70 ménagé à la partie supérieure du carter rigide 7 dans lequel est monté l'ensemble du mécanisme de conversion et qui est appliqué et fixé sur une face supérieure 60 du bâti de support 6.  Indeed, as has been shown, in perspective, in FIG. 4, a wind turbine 3 can also be placed above the wave energy device constituting the first wave energy conversion means 1 and the rotational torque as well. obtained can also be applied to the inverter mechanism 2 housed, as indicated above, in the hollow housing 70 formed in the upper part of the rigid casing 7 in which is mounted the entire conversion mechanism and which is applied and fixed on an upper face 60 of the support frame 6.
Cette éolienne 3 commande la rotation d'un arbre de sortie vertical 30 qui, selon l'une des caractéristiques de l'invention, est centré sur l'axe vertical 15 de l'inverseur 2. L'extrémité inférieure de cet arbre 30 est monté rotative dans un palier de guidage axial 72 porté par la face supérieure 71 du boîtier 70, et vient s'encastrer dans l'extrémité supérieure d'un arbre central de rotation traversant, de la façon représentée sur la figure 3, l'ensemble du mécanisme de conversion qui va maintenant être décrit en détail.  This wind turbine 3 controls the rotation of a vertical output shaft 30 which, according to one of the features of the invention, is centered on the vertical axis 15 of the inverter 2. The lower end of this shaft 30 is rotatably mounted in an axial guide bearing 72 carried by the upper face 71 of the housing 70, and is embedded in the upper end of a central rotating shaft through, as shown in Figure 3, all of the conversion mechanism which will now be described in detail.
Pour ajouter la puissance récupérée par l'éolienne 3 à celle des vagues, récupérée par le dispositif houlomoteur 1 , on utilise, selon l'invention, un dispositif sommateur de puissance 4 comportant deux arbres menants 41 ,42 entraînés en rotation autour de l'axe central 15, respectivement, par l'arbre de sortie 20 du dispositif houlomoteur 1 et l'arbre de sortie 30 de l'éolienne 3. De plus, pour réduire l'encombrement en hauteur du dispositif, les deux arbres menants 41 ,42 sont enfilés l'un dans l'autre.  To add the power recovered by the wind turbine 3 to that of the waves, recovered by the wave-forming device 1, a power summation device 4 is used according to the invention comprising two driving shafts 41, 42 driven in rotation around the central axis 15, respectively, by the output shaft 20 of the wave energy device 1 and the output shaft 30 of the wind turbine 3. In addition, to reduce the overall height of the device, the two drive shafts 41, 42 are threaded into each other.
A cet effet, comme le montre schématiquement la figure , le premier arbre menant 41 du sommateur 4 forme une douille tubulaire s'étendant dans le prolongement de l'arbre de sortie 20 de l'inverseur 2, également tubulaire, et l'ensemble est monté rotatif, autour de l'axe central 15, sur un arbre central constituant le second arbre menant 42 du sommateur de puissance 4, qui s'étend dans le prolongement de l'arbre de sortie 30 de l'éolienne et est solidarisé en rotation avec celui-ci.  For this purpose, as shown schematically in the figure, the first drive shaft 41 of the summator 4 forms a tubular bushing extending in the extension of the output shaft 20 of the inverter 2, also tubular, and the assembly is rotatably mounted around the central axis 15, on a central shaft constituting the second driving shaft 42 of the power summing unit 4, which extends in the extension of the output shaft 30 of the wind turbine and is rotationally secured with this one.
Le dispositif sommateur 4 comprend, de façon particulièrement avantageuse, au moins une paire de pignons satellites 43a,43b, centrés et calés en rotation sur un même axe tournant dans un palier 44 porté à l'extrémité d'au moins un bras 45 formant une manivelle calée en rotation sur le second arbre menant 42, respectivement un premier pignon 43a engrenant avec un pignon planétaire 46 centré et calé en rotation sur l'arbre tubulaire 41 constituant le premier arbre menant, et un second pignon satellite 43b engrenant avec la denture interne circulaire d'une couronne 47 centrée et calée en rotation, autour de l'axe central 15, sur un arbre de sortie 48 tournant dans un palier 61 porté par le support fixe M, et constituant l'arbre mené du dispositif sommateur 4, sur lequel est ainsi appliqué un couple global de rotation correspondant à la somme des couples appliqués, respectivement, par le dispositif houlomoteurl sur le premier arbre de sortie 20 et par l'éolienne 3, sur le second arbre de sortie 30. The summing device 4 comprises, particularly advantageously, at least one pair of planet gears 43a, 43b, centered and set in rotation on the same axis rotating in a bearing 44 carried at the end of at least one arm 45 forming a crank rotatably mounted on the second drive shaft 42, respectively a first pinion 43a meshing with a sun gear 46 centered and rotatably wedged on the tubular shaft 41 constituting the first drive shaft, and a second sun gear 43b meshing with the internal toothing circular ring of a ring 47 centered and set in rotation, about the central axis 15, on an output shaft 48 rotating in a bearing 61 carried by the fixed support M, and constituting the driven shaft of the summing device 4, on which is thus applied a global torque of rotation corresponding to the sum of the torques applied, respectively, by the houlomoteurl device on the first output shaft 20 and by the wind turbine 3, on the second output shaft 30.
Un tel dispositif sommateur, qui fonctionne à la manière d'un différentiel, permet d'additionner les couples de rotation appliqués, respectivement, sur les arbres menants 41 ,42, en appliquant, sur l'arbre mené 48, un couple global de rotation adapté, à chaque instant, aux variations des vitesses de rotation des arbres de sortie correspondants 20,30, du dispositif houlomoteur 2 et de l'éolienne 3. Il est ainsi possible d'entraîner, par exemple, une génératrice électrique G, par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse 5.  Such summing device, which operates in the manner of a differential, makes it possible to add the rotational torques applied, respectively, to the driving shafts 41, 42, by applying, on the driven shaft 48, a global torque of rotation adapted, at any moment, to the variations of the rotational speeds of the corresponding output shafts 20, 30, of the wave-forming device 2 and of the wind turbine 3. It is thus possible to drive, for example, an electric generator G, by way of intermediate of a speed multiplier 5.
Comme le montre schématiquement la figure 1 , ce multiplicateur de vitesse 5 est, de préférence, du type comprenant un arbre d'entrée 50, centré sur l'axe 15, constituant un prolongement de l'arbre mené 48 du sommateur 4 et porté par le palier 61 de celui-ci, et sur lequel est calé au moins un bras 53a formant une première manivelle, à l'extrémité de laquelle est monté rotatif un premier pignon satellite 52a qui engrène, d'une part avec un premier pignon central de plus petit diamètre 54a et, d'autre part, avec la denture interne d'une couronne fixe de grand diamètre 51. Le premier pignon central 54a est calé sur un arbre intermédiaire 55, de forme tubulaire, qui est enfilé et monté rotatif, autour de l'axe central 15, sur un arbre central 59 tournant lui même, autour de l'axe central 15, dans un palier fixe 62. Sur cet arbre intermédiaire 55 est calée en rotation une seconde manivelle 53b, à l'extrémité de laquelle est monté rotatif, autour de son axe, un second pignon satellite 52b engrenant, d'une part avec la denture interne de la couronne fixe 51 et, d'autre part, avec un second pignon central 54b de plus petit diamètre centré et calé en rotation sur l'arbre central 59 qui constitue donc l'arbre de sortie du multiplicateur 5 et peut, ainsi, entraîner l'arbre de commande 80 d'une génératrice G à une vitesse multipliée par rapport à celle de l'arbre de sortie 48 du dispositif sommateur 4.  As is schematically shown in FIG. 1, this speed multiplier 5 is preferably of the type comprising an input shaft 50, centered on the axis 15, constituting an extension of the driven shaft 48 of the summator 4 and carried by the bearing 61 thereof, and on which is wedged at least one arm 53a forming a first crank, at the end of which is rotatably mounted a first pinion 52a which meshes, on the one hand with a first central pinion smaller diameter 54a and, secondly, with the internal toothing of a fixed ring of large diameter 51. The first central pinion 54a is keyed on an intermediate shaft 55, tubular, which is threaded and rotatably mounted, around of the central axis 15, on a central shaft 59 rotating itself, around the central axis 15, in a fixed bearing 62. On this intermediate shaft 55 is locked in rotation a second crank 53b, at the end of which is rotatably mounted, about its axis, a cond pinion 52b meshing, on the one hand with the internal toothing of the fixed ring 51 and on the other hand, with a second central pinion 54b of smaller diameter centered and set in rotation on the central shaft 59 which is therefore the output shaft of the multiplier 5 and can thus drive the control shaft 80 of a generator G at a speed multiplied with respect to that of the output shaft 48 of the summing device 4.
En augmentant le nombre des pignons satellites, il est possible, par étages successifs, de multiplier plusieurs fois cette vitesse de rotation afin d'entraîner, la génératrice G à une vitesse suffisante.  By increasing the number of planet gears, it is possible, in successive stages, to multiply this rotation speed several times in order to drive the generator G at a sufficient speed.
Dans le mode de réalisation préférentiel représenté en détail sur la figure 3, l'extrémité supérieure du second arbre menant 42 du sommateur 4 est encastrée dans l'extrémité inférieure de l'arbre de sortie 30 de l'éolienne et l'ensemble est monté rotatif, autour de l'axe 15, sur la partie supérieure du boîtier 70, par l'intermédiaire d'un palier axial 72 qui, pour les raisons indiquées plus loin, est avantageusement associé à une roue libre permettant de solidariser en rotation l'arbre de sortie 30 de l'éolienne avec l'arbre menant 42 du sommateur 4 dans un seul sens d'application du couple fourni par l'éolienne 3. Sur ce second arbre menant 42, centré sur l'axe 15, est enfilé et monté rotatif, par l'intermédiaire d'un palier axial 31 , un arbre tubulaire 41 qui constitue le premier arbre menant du sommateur 4 et est, lui-même, enfilé et calé en rotation, par des rainures, dans l'arbre tubulaire 20 de sortie de l'inverseur 2. L'ensemble ainsi formé par les deux arbres tubulaires 41 , 20, est monté rotatif, autour de l'axe central 15 , dans un palier de guidage axial 73 porté par le fond 74 du boîtier 70 fixé à la partie supérieure du carter 7. In the preferred embodiment shown in detail in FIG. 3, the upper end of the second driving shaft 42 of the summator 4 is embedded in the lower end of the output shaft 30 of the wind turbine and the assembly is mounted. rotating, about the axis 15, on the upper part of the housing 70, by means of an axial bearing 72 which, for the reasons indicated below, is advantageously associated with a free wheel for securing in rotation the output shaft 30 of the wind turbine with the driving shaft 42 of the summator 4 in a single direction of application of the torque supplied by the wind turbine 3. On this second drive shaft 42, centered on the axis 15, is threaded and rotatably mounted, via an axial bearing 31, a tubular shaft 41 which constitutes the first driving shaft of the summator 4 and is itself , threaded and wedged in rotation, by grooves, in the tubular shaft 20 of the inverter 2. The assembly thus formed by the two tubular shafts 41, 20 is rotatably mounted about the central axis 15 in an axial guide bearing 73 carried by the bottom 74 of the housing 70 fixed to the upper part of the casing 7.
Le dispositif sommateur 4 est donc centré sur le second arbre menant 42 qui constitue un prolongement de l'arbre de sortie 30 de l'éolienne et est monté rotatif, autour de l'axe 15, par l'intermédiaire du palier 72, sur la partie supérieure 71 du boîtier 70 et, par l'intermédiaire des paliers 31 et 73, sur le fond 74 de celui-ci.  The summing device 4 is thus centered on the second drive shaft 42 which is an extension of the output shaft 30 of the wind turbine and is rotatably mounted around the axis 15, via the bearing 72, on the upper portion 71 of the housing 70 and, through the bearings 31 and 73, on the bottom 74 thereof.
De préférence, comme le montre la figure 3, le sommateur 4 comporte deux manivelles opposées 45,45', calées à l'extrémité inférieure de l'arbre central 42, et portant chacune une paire de pignons 43a, 43b, qui engrènent symétriquement, respectivement, avec le pignon planétaire 46 fixé à la partie inférieure de l'arbre menant tubulaire 41 , et avec la couronne à denture interne 47 centrée et fixée sur la partie supérieure de l'arbre mené tubulaire 48 du sommateur 4.  Preferably, as shown in FIG. 3, the summator 4 comprises two opposite cranks 45, 45 ', set at the lower end of the central shaft 42, and each carrying a pair of pinions 43a, 43b, which mesh symmetrically, respectively, with the sun gear 46 fixed to the lower part of the tubular driving shaft 41, and with the inner ring gear 47 centered and fixed on the upper part of the tubular driven shaft 48 of the summator 4.
Le multiplicateur de vitesse 5 est du type représenté schématiquement sur la figure 1 et comporte deux étages de manivelles s'étendant dans des directions opposées et calées, respectivement, sur l'arbre d'entrée 50 et sur un arbre intermédiaire 55. L'arbre d'entrée 50 forme une douille cylindrique enfilée dans l'arbre mené 48, également en forme de douille, du sommateur 4, et solidarisée en rotation avec celui-ci. L'ensemble des deux arbres tubulaires 50,48 enfilés l'un dans l'autre, est monté rotatif, par l'intermédiaire d'un palier axial 61 , sur la partie supérieure d'un arbre central qui constitue l'arbre de sortie 59 du mécanisme multiplicateur 5, s'étendant sur toute la hauteur de celui-ci, et sur lequel est également enfilé l'arbre intermédiaire 55 portant le second étage de manivelles..  The speed multiplier 5 is of the type shown diagrammatically in FIG. 1 and comprises two stages of cranks extending in opposite directions and set respectively on the input shaft 50 and on an intermediate shaft 55. The shaft input 50 forms a cylindrical sleeve threaded into the driven shaft 48, also in the form of a socket, of the summator 4, and secured in rotation therewith. The set of two tubular shafts 50, 48 threaded one into the other, is rotatably mounted, via an axial bearing 61, on the upper part of a central shaft which constitutes the output shaft. 59 of the multiplier mechanism 5, extending over the entire height thereof, and on which is also threaded the intermediate shaft 55 carrying the second crank stage ..
L'extrémité supérieure de cet arbre central 59 est enfilée et monté rotative autour de l'axe 15, par l'intermédiaire d'un palier axial, dans une partie inférieure 49, en forme de douille creuse, de l'arbre menant central 42 du sommateur 4, et son extrémité inférieure est encastrée et calée en rotation, dans une partie supérieure 81 , en forme de douille creuse, de l'arbre de commande 80 de la génératrice G, qui est, elle-même, guidée dans un palier de maintien axial 65 monté au centre d'une cloison médiane 75 du carter 7, de telle sorte que l'ensemble se comporte comme un arbre de centrage unique. A son extrémité inférieure 82, l'arbre de commande 80 est maintenu, par un palier de guidage axial 65 monté au centre du fond 78 du carter 7. .  The upper end of this central shaft 59 is threaded and rotatably mounted about the axis 15, via an axial bearing, in a lower portion 49, in the form of a hollow sleeve, of the central driving shaft 42. of the summator 4, and its lower end is recessed and wedged in rotation, in an upper portion 81, in the form of a hollow bush, of the control shaft 80 of the generator G, which is itself guided in a bearing axial holding device 65 mounted in the center of a central partition 75 of the housing 7, so that the assembly behaves as a single centering shaft. At its lower end 82, the control shaft 80 is held by an axial guide bearing 65 mounted in the center of the bottom 78 of the housing 7..
Ce carter 7, dans lequel est monté l'ensemble du mécanisme de conversion, comprend trois parties superposées, centrées sur l'axe vertical 15 et fixées rigidement l'une sur l'autre, respectivement, une partie supérieure formant le boîtier creux 70 dans lequel est logé l'inverseur 2, une partie centrale 76 dans laquelle sont logés les deux mécanismes superposés de sommation 4 et de multiplication de vitesse 5, et une partie inférieure 77 fixée rigidement sur la face supérieure 60 du support fixe 6 et contenant la génératrice G. This casing 7, in which the assembly of the conversion mechanism is mounted, comprises three superimposed parts, centered on the vertical axis 15 and rigidly fixed to one another. on the other, respectively, an upper part forming the hollow housing 70 in which is housed the inverter 2, a central portion 76 in which are housed the two superimposing summation 4 and speed multiplication mechanisms 5, and a lower part 77 fixed rigidly on the upper face 60 of the fixed support 6 and containing the generator G.
Comme le montre la figure 3, l'arbre menant 42 portant l'inverseur 2 et le sommateur 4, l'arbre 59 du multiplicateur de vitesse 5 et l'arbre 80 de la génératrice 8, qui sont encastrés à leurs extrémités, se comportent comme un arbre unique de centrage de l'ensemble du mécanisme sur l'axe vertical 15, maintenu par quatre paliers écartés de guidage axial, respectivement les deux paliers 72 et 73 prenant appui sur le boîtier 70, un palier central 62 prenant appui sur la cloison médiane 74 et un palier inférieur 65 prenant appui sur le fond 78 du carter 7.  As shown in Figure 3, the driving shaft 42 carrying the inverter 2 and the summator 4, the shaft 59 of the speed multiplier 5 and the shaft 80 of the generator 8, which are embedded at their ends, behave as a single shaft for centering the assembly of the mechanism on the vertical axis 15, maintained by four spaced apart axial guide bearings, respectively the two bearings 72 and 73 bearing on the housing 70, a central bearing 62 bearing on the middle partition 74 and a lower bearing 65 bearing on the bottom 78 of the housing 7.
Il est à noter, d'autre part, que le montage de l'inverseur 2 et du sommateur 4 sur des arbres tubulaires enfilés les uns dans les autres et centrés sur un axe vertical 15 permet de réduire considérablement l'encombrement de l'ensemble du mécanisme de conversion et de le loger dans un carter dont la hauteur peut être du même ordre que celle des bras oscillants 1 du dispositif houlomoteur .  It should be noted, on the other hand, that the mounting of the inverter 2 and the summator 4 on tubular shafts threaded into each other and centered on a vertical axis 15 can significantly reduce the overall size of the assembly. conversion mechanism and housed in a housing whose height may be of the same order as the oscillating arms 1 of the wave energy device.
L'installation représentée sur les figures 1 et 3 permet donc, avec un encombrement réduit, de tirer profit, non seulement de l'énergie des vagues récupérée par le dispositif houlomoteur, mais aussi de l'énergie des vents qui soufflent assez régulièrement le long des côtes, afin de produire, par exemple, une énergie électrique.  The installation shown in FIGS. 1 and 3 thus makes it possible, with a reduced space requirement, to take advantage, not only of the wave energy recovered by the wave energy device, but also of the energy of the winds which blow fairly regularly along ribs, in order to produce, for example, electrical energy.
Cependant, pour le bon fonctionnement du dispositif sommateur de puissance, il faut que le couple d'entrée appliqué par l'éolienne 3 sur l'arbre menant 42 et le bras 45 entraînant les pignons satellites, soit supérieur au couple résistant appliqué sur l'arbre mené 48 par la génératrice G. En cas de vent insuffisant, l'éolienne 3 pourrait donc être entraînée en rotation, par le dispositif houlomoteur 1 , en sens inverse de celui résultant de l'action du vent. Pour éviter un tel risque, il est donc préférable que l'arbre 30 de l'éolienne 3 ne soit solidarisé en rotation que dans un seul sens avec l'arbre menant central 42 du sommateur 4, par l'intermédiaire d'une roue libre associée au palier 72 de centrage sur l'axe 15, afin d'interdire une rotation en sens contraire de l'hélice.  However, for the proper operation of the power summing device, the input torque applied by the wind turbine 3 to the driving shaft 42 and the arm 45 driving the planet gears must be greater than the resistant torque applied to the driven shaft 48 by the generator G. In case of insufficient wind, the wind turbine 3 could be driven in rotation, by the wave-forming device 1, in the opposite direction to that resulting from the action of the wind. To avoid such a risk, it is therefore preferable that the shaft 30 of the wind turbine 3 is secured in rotation only in one direction with the central driving shaft 42 of the summator 4, by means of a freewheel associated with the bearing 72 of centering on the axis 15, to prevent a rotation in the opposite direction of the helix.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui vient d'être décrit à titre d'exemple et couvre au contraire toutes les variantes utilisant des moyens équivalents et restant dans le même cadre de protection.  Of course, the invention is not limited to the embodiment which has just been described by way of example and covers all variants using equivalent means and remaining in the same protective frame.
En particulier, le dispositif sommateur de puissance, ainsi que les autres organes de transmission des couples d'entraînement pourraient être d'un type différent. De même, le montage de l'installation sur un coffre ou une bouée 6, de la façon représentée sur les figures 3 et 4, permet de suivre les variations de grande amplitude du niveau de l'eau mais l'installation pourrait aussi être placée sur un massif de support fixe dans les zones à marées faibles et lorsque la profondeur du fond le permet. In particular, the power summation device, as well as the other drive torque transmission members could be of a different type. Similarly, the mounting of the installation on a trunk or buoy 6, as shown in Figures 3 and 4, to follow the large amplitude variations of the water level but the installation could also be placed on a fixed support mass in areas with low tides and when the depth of the bottom allows it.
Par ailleurs, il est particulièrement intéressant d'associer une éolienne au dispositif houlomoteur, mais d'autres énergies liées au milieu marin pourraient être récupérées, par exemple celle des courants qui, dans certaines zones, peuvent être assez forts.  Moreover, it is particularly interesting to associate a wind turbine with the wave energy device, but other energies related to the marine environment could be recovered, for example that of the currents which, in certain zones, can be quite strong.
La figure 4 montre donc, en perspective, une installation comprenant trois moyens de conversion superposés et centrés sur un même axe vertical, respectivement un dispositif houlomoteur à bras articulés 1 au niveau de l'eau, une éolienne 3 au dessus de celui-ci afin de récupérer l'énergie des vents et, au-dessous, une hydrolienne H immergée dans l'eau afin de récupérer l'énergie des courants.  FIG. 4 therefore shows, in perspective, an installation comprising three superimposed conversion means centered on the same vertical axis, respectively a hula-motor device with articulated arms 1 at the level of the water, a wind turbine 3 above it, in order to to recover the energy of the winds and, beneath, a H water turbine immersed in the water in order to recover the energy of the currents.
Dans ce cas, comme le montre, schématiquement, la figure 5, l'hydrolienne H entraîne un arbre de commande 90 centré également sur l'axe 15 de l'ensemble du mécanisme qui comprend, dans ce cas, un second dispositif sommateur 9 placé entre le premier sommateur 4 et le multiplicateur 5.  In this case, as shown diagrammatically in FIG. 5, the water turbine H drives a control shaft 90 also centered on the axis 15 of the entire mechanism which comprises, in this case, a second summing device 9 placed between the first summator 4 and the multiplier 5.
Ce second sommateur 9 comprend donc un premier arbre menant 91 solidarisé en rotation avec l'arbre mené 48 du premier sommateur 4, un arbre mené 98 solidarisé en rotation avec l'arbre d'entrée 50 du multiplicateur de vitesse 5, et un second arbre menant 92 solidarisé en rotation avec l'arbre de sortie 90 de l'hydrolienne H. Les deux arbres menants 91 ,92 étant dirigés dans des directions opposées, l'arbre mené 98, qui tourne dans un palier axial fixe 61 ' porté par le support fixe M, forme une douille tubulaire enfilée sur le second arbre menant 92 et ce dernier est prolongé par un arbre central 92' qui traverse axialement la génératrice G et le multiplicateur de vitesse 5, afin d'être solidarisé en rotation, à son extrémité opposée, avec l'arbre de sortie 90 de l'hydrolienne H.  This second summator 9 thus comprises a first driving shaft 91 secured in rotation with the driven shaft 48 of the first summator 4, a driven shaft 98 secured in rotation with the input shaft 50 of the speed multiplier 5, and a second shaft The two drive shafts 91, 92 being directed in opposite directions, the driven shaft 98, which rotates in a fixed axial bearing 61 'carried by the drive shaft 92, rotatably connected with the output shaft 90 of the H-turbine. fixed support M, forms a tubular sleeve threaded on the second drive shaft 92 and the latter is extended by a central shaft 92 'which passes axially through the generatrix G and the speed multiplier 5, in order to be secured in rotation, at its end opposite, with the output shaft 90 of the tidal turbine H.
Comme dans le cas du premier sommateur 4, ce second arbre menant 92, qui s'étend vers le bas, porte au moins une manivelle 95 à l'extrémité de laquelle sont montés rotatifs, autour d'un même axe 94, au moins une paire de pignons satellites 93a, 93b.  As in the case of the first summer 4, this second driving shaft 92, which extends downwards, carries at least one crank 95 at the end of which are rotatably mounted around a same axis 94, at least one pair of planet gears 93a, 93b.
Le premier pignon satellite 93a engrène avec un pignon planétaire 96 centré et calé en rotation sur le premier arbre menant 91 qui s'étend dans le prolongement de l'arbre mené 48 du premier sommateur 4, alors que le second pignon satellite 93b engrène avec la denture circulaire interne d'une couronne 97 centrée sur l'axe 15 et calée en rotation sur la douille tubulaire constituant, d'un coté, l'arbre mené 98 du second sommateur 9 et de l'autre, l'arbre d'entrée 50 du multiplicateur de vitesse 5. Ce dernier est constitué de la même façon que précédemment, mais son arbre de sortie 59, porté par le palier 62, est également en forme de cylindre creux afin de permettre le passage de l'arbre central 92'.  The first planet gear 93a meshes with a planet gear 96 centered and set in rotation on the first driving shaft 91 which extends in the extension of the driven shaft 48 of the first summator 4, while the second planet gear 93b meshes with the internal circular toothing of a ring 97 centered on the axis 15 and set in rotation on the tubular bushing constituting, on one side, the driven shaft 98 of the second summator 9 and on the other, the input shaft 50 of the speed multiplier 5. The latter is constituted in the same way as above, but its output shaft 59, carried by the bearing 62, is also shaped hollow cylinder to allow the passage of the central shaft 92 ' .
De même, l'arbre de commande 80 de la génératrice G forme une douille tubulaire centrée sur l'axe 15 du mécanisme et enfilée sur l'arbre central 92' qui traverse donc, successivement, le multiplicateur de vitesse 5 et la génératrice G, afin d'être solidarisé en rotation, à son extrémité inférieure, avec l'arbre de sortie 90 de l'hydrolienne H. Similarly, the control shaft 80 of the generatrix G forms a tubular bushing centered on the axis 15 of the mechanism and slipped on the central shaft 92 'which passes through, successively, the speed multiplier 5 and the generatrix G, to be secured in rotation, at its lower end, with the output shaft 90 of the tidal turbine H.
Ainsi, grâce aux deux dispositifs sommateurs 4 et 9, les couples d'entraînement appliqués, respectivement, sur l'arbre 20 par le dispositif houlomoteur 1 , sur l'arbre 30 par l'éolienne 3 et sur l'arbre 90 par l'hydrolienne H peuvent s'ajouter les uns aux autres pour entraîner l'arbre de commande 80 de la génératrice 8.  Thus, thanks to the two summing devices 4 and 9, the driving torques applied, respectively, on the shaft 20 by the wave-forming device 1, on the shaft 30 by the wind turbine 3 and on the shaft 90 by the H may be added to each other to drive the control shaft 80 of the generator 8.
Cependant, pour équilibrer les couples appliqués, il est particulièrement avantageux de monter, respectivement sur l'arbre de sortie 59 du multiplicateur 5 et sur l'arbre de commande 80 de la génératrice G, deux volants d'inertie 63,63'reliés par un inverseur 64, afin de tourner en sens inverse l'un de l'autre..  However, to balance the applied torques, it is particularly advantageous to mount, respectively on the output shaft 59 of the multiplier 5 and on the control shaft 80 of the generator G, two flywheels 63, 63 'connected by an inverter 64, in order to turn in opposite directions from each other.
La figure 6 montre, en coupe axiale, un mode de réalisation préférentiel de l'ensemble du mécanisme de conversion, dans le cas d'une installation comportant trois moyens de conversion d'énergie, du type représenté schématiquement sur la figure 5.  FIG. 6 shows, in axial section, a preferred embodiment of the entire conversion mechanism, in the case of an installation comprising three energy conversion means, of the type shown schematically in FIG. 5.
Comme précédemment, le dispositif houlomoteur, représenté en perspective sur la figure 4, comporte avantageusement six bras oscillants alignés deux à deux et montés articulés sur six demi-arbres 23a, 23'a, 23b, 23'b, 23c, 23'c portés par un boîtier 70 contenant le mécanisme inverseur 2 et fixé à la partie supérieure d'un carter rigide 70 fixé sur un support fixe 6 tel qu'un coffre ou une bouée, et dans lequel est logé l'ensemble du mécanisme de conversion d'énergie. Dans ce cas, cependant, le carter 7 comporte quatre compartiments superposés contenant, respectivement, le premier sommateur 4, le second sommateur 9, le multiplicateur de vitesse 5 et la génératrice G. Tous ces organes sont montés rotatifs, autour de l'axe vertical 15, sur une succession d'arbres alignés, encastrés à leurs extrémités de façon à se comporter comme un seul arbre de centrage maintenu par des paliers de guidage axial écartés les uns des autres et portés, respectivement, par des cloisons intermédiaires de séparation entre les différents compartiments du carter 7.  As previously, the wave energy device, shown in perspective in FIG. 4, advantageously comprises six oscillating arms aligned in pairs and mounted articulated on six half-shafts 23a, 23'a, 23b, 23'b, 23c, 23'c worn. by a housing 70 containing the inverter mechanism 2 and fixed to the upper part of a rigid casing 70 fixed on a fixed support 6 such as a box or a buoy, and in which is housed the entire conversion mechanism of energy. In this case, however, the casing 7 has four superimposed compartments containing, respectively, the first summator 4, the second summator 9, the speed multiplier 5 and the generator G. All these members are rotatably mounted around the vertical axis 15, on a succession of aligned shafts, recessed at their ends so as to behave as a single centering shaft held by axial guide bearings spaced from each other and borne, respectively, by intermediate partition walls between the different compartments of the housing 7.
La partie supérieure du mécanisme, comportant l'inverseur 2 et le premier sommateur 4, qui additionne les couples appliqués sur les arbres de sortie, respectivement, 20 du dispositif houlomoteur 1 , et 30 de l'éolienne 3, est analogue à celle qui a été décrite plus haut en se référant à la figure 3.  The upper part of the mechanism, comprising the inverter 2 and the first summator 4, which adds the torques applied to the output shafts, respectively, of the wave-forming device 1, and of the wind turbine 3, is similar to that which has described above with reference to FIG.
De même, le second sommateur 9 est analogue au premier sommateur 4 et comporte, donc, un premier arbre menant 91 entraînant un pignon planétaire 96, un second arbre menant 92 portant deux manivelles opposées 95 et un arbre mené 98 qui entraîne le multiplicateur de vitesse 5.  Similarly, the second summer 9 is similar to the first summer 4 and therefore comprises a first driving shaft 91 driving a sun gear 96, a second driving shaft 92 carrying two opposite cranks 95 and a driven shaft 98 which drives the speed multiplier 5.
Le pignon planétaire 96 est centré et calé en rotation sur la base du premier arbre menant 91 qui forme une douille tubulaire enfilée et calée en rotation, par des raînures, dans l'arbre mené tubulaire 48 du premier sommateur 4, qui est maintenu extérieurement par un palier 83' monté au centre d'une première cloison intermédiaire 75a. D'autre part, ce premier arbre menant tubulaire 91 est enfilé et monté rotatif, par l'intermédiaire d'un empilement de paliers 83 de guidage axial, sur la partie supérieure du second arbre menant 92 qui est, elle-même, encastrée et montée rotative axialement, au moyen d'un palier 84, dans l'extrémité inférieure, en forme de douille creuse 49, du second arbre menant 42 du premier sommateur 4. The sun gear 96 is centered and rotated on the base of the first drive shaft 91 which forms a tubular sleeve threaded and rotatably wedged by grooves in the tubular driven shaft 48 of the first summer 4, which is held externally. by a bearing 83 'mounted in the center of a first intermediate partition 75a. On the other hand, this first tubular drive shaft 91 is threaded and rotatably mounted, via a stack of bearings 81 for axial guidance, on the upper part of the second drive shaft 92 which is, itself, embedded and rotatably mounted axially, by means of a bearing 84, in the lower end, in the form of a hollow bush 49, of the second driving shaft 42 of the first summator 4.
Comme indiqué plus haut, le second arbre menant 92, qui porte deux manivelles opposées 95 s'étendant au dessous du planétaire 96, est prolongé vers le bas par un arbre central 92' qui traverse le multiplicateur de vitesse 5 et la génératrice G.  As indicated above, the second driving shaft 92, which carries two opposite cranks 95 extending below the sun gear 96, is extended downward by a central shaft 92 'which passes through the speed multiplier 5 and the generator G.
Comme précédemment, l'arbre d'entrée 50 du multiplicateur 5 forme une douille tubulaire qui, d'une part, est enfilée et calée en rotation dans l'arbre de sortie tubulaire 98 du second sommateur 9 et, d'autre part, est enfilée et montée rotative, par l'intermédiaire de paliers empilés 85, sur l'arbre central 92'. De plus, cet arbre de sortie tubulaire 98 est maintenu extérieurement par un palier de guidage axial 86 monté au centre d'une seconde cloison intermédiaire 75b.  As previously, the input shaft 50 of the multiplier 5 forms a tubular bushing which, on the one hand, is threaded and rotatably wedged into the tubular output shaft 98 of the second summator 9 and, on the other hand, is threaded and rotatably mounted, via stacked bearings 85, on the central shaft 92 '. In addition, this tubular output shaft 98 is held externally by an axial guide bearing 86 mounted in the center of a second intermediate partition 75b.
Comme le montrent les figures 5 et 6, le multiplicateur de vitesse 5 comprend, avantageusement, au moins deux étages de manivelles, respectivement un premier étage 53a, calé en rotation sur l'arbre d'entrée 50 du multiplicateur 5 et un second étage 53b, calé en rotation sur un arbre intermédiaire 55. Ces deux arbres 50,55 d'entraînement des manivelles 53a,53b, ont, l'un et l'autre, une forme tubulaire et sont enfilés et montés rotatifs, par l'intermédiaire d'un empilement de paliers de guidage axial 85, sur l'arbre central 92'. Aux extrémités des manivelles 53a, 53b, sont montés rotatifs deux étages de pignons planétaires 52a,52b, qui engrènent, vers l'extérieur sur une couronne fixe 51 et vers l'intérieur, sur deux pignons de petit diamètre, respectivement un pignon 54a, calé sur l'arbre intermédiaire 55 et un pignon 54b, calé sur l'arbre de sortie 59 du multiplicateur 5, également tubulaire, qui est enfilé et monté rotatif sur l'arbre central 92', à la suite de l'arbre intermédiaire 55.  As shown in FIGS. 5 and 6, the speed multiplier 5 advantageously comprises at least two crank stages, respectively a first stage 53a rotatably mounted on the input shaft 50 of the multiplier 5 and a second stage 53b , rotatably mounted on an intermediate shaft 55. These two shafts 50,55 for driving the cranks 53a, 53b, both have a tubular shape and are threaded and mounted rotatably, via a stack of axial guide bearings 85 on the central shaft 92 '. At the ends of the cranks 53a, 53b, are rotatably mounted two stages of planetary gears 52a, 52b, which mesh, outwards on a fixed ring gear 51 and inwardly, on two small diameter pinions, respectively a pinion 54a, fitted on the intermediate shaft 55 and a pinion 54b, keyed on the output shaft 59 of the multiplier 5, also tubular, which is threaded and rotatably mounted on the central shaft 92 ', following the intermediate shaft 55 .
L'arbre de commande 80 de la génératrice G est également constitué d'un tube enfilé et monté rotatif, par l'intermédiaire d'un empilement de paliers 82, sur l'arbre central 92'. Cependant, cet arbre de commande tubulaire 80 est aussi guidé extérieurement, à son extrémité supérieure 81 par un palier 62 monté au centre d'une cloison médiane 75 du carter 7 et, à son extrémité inférieure 82, par un palier 65 monté au centre du fond 78 du carter 7.  The control shaft 80 of the generator G also consists of a threaded and rotatably mounted tube, via a stack of bearings 82, on the central shaft 92 '. However, this tubular control shaft 80 is also guided externally, at its upper end 81 by a bearing 62 mounted in the center of a median partition 75 of the casing 7 and, at its lower end 82, by a bearing 65 mounted in the center of the bottom 78 of the casing 7.
Ainsi, l'arbre central 92' qui traverse successivement le second sommateur 9, le multiplicateur 5 et la génératrice G, est guidé axialement par quatre paliers fixes 83', 86, 62, 65, écartés l'un de l'autre et portés, respectivement, par les deux cloisons intermédiaires 75a, 75b, la cloison médiane 75 et le fond 78 du carter 7. Comme précédemment, l'extrémité supérieure 81 de l'arbre de commande 80 forme une douille creuse dans laquelle est enfilé et calé en rotation, par rainurage, l'arbre de sortie tubulaire 59 du multiplicateur de vitesse 5. Thus, the central shaft 92 'which successively passes through the second summator 9, the multiplier 5 and the generator G, is guided axially by four fixed bearings 83', 86, 62, 65, spaced apart from one another and carried , respectively, by the two intermediate partitions 75a, 75b, the median partition 75 and the bottom 78 of the casing 7. As previously, the upper end 81 of the control shaft 80 forms a hollow bush in which is threaded and wedged in rotation, by grooving, the tubular output shaft 59 of the speed multiplier 5.
De même, l'extrémité supérieure de l'arbre de sortie 90 de l'hydrolienne H forme une douille creuse dans laquelle est encastrée et solidarisée en rotation, par rainurage, avec l'extrémité inférieure de l'arbre central 92' dont la partie supérieure constitue le second arbre menant 92, du second sommateur 9.  Similarly, the upper end of the output shaft 90 of the H-shaped water turbine H forms a hollow bushing in which is embedded and secured in rotation, by grooving, with the lower end of the central shaft 92 'whose part upper part constitutes the second driving shaft 92, of the second summator 9.
De la sorte, le second arbre menant 42 du premier sommateur 4, et le second arbre menant 92 du second sommateur 9, prolongé par l'arbre central 92', qui sont encastré l'un sur l'autre et, à leurs extrémités, respectivement sur l'arbre de sortie 30 de l'éolienne et l'arbre de sortie 90 de l'hydrolienne, se comportent comme un arbre unique de centrage de l'ensemble du mécanisme de conversion d'énergie comprenant le dispositif houlomo- teur 1 et l'inverseur 2, les deux sommateurs 4,9, le multiplicateur 5 et la génératrice G.  In this way, the second driving shaft 42 of the first summer 4, and the second driving shaft 92 of the second summer 9, extended by the central shaft 92 ', which are embedded one on the other and, at their ends, respectively on the output shaft 30 of the wind turbine and the output shaft 90 of the tidal turbine, behave as a single centering shaft of the entire energy conversion mechanism comprising the hoop device 1 and the inverter 2, the two summers 4.9, the multiplier 5 and the generator G.
En outre, l'utilisation, selon l'invention, d'une succession d'arbres tubulaires enfilés les uns dans les autres et montés rotatifs, autour de l'axe 15, sur un arbre de centrage de l'ensemble, permet de réduire considérablement l'encombrement du mécanisme et de réaliser un dispositif capable de récupérer l'ensemble des énergies marines présentes sur le site et, cependant, assez peu visible pour pouvoir être réparti en grand nombre le long d'une côte afin de produire une quantité d'énergie économiquement rentable.  In addition, the use, according to the invention, of a succession of tubular shafts threaded into each other and rotatably mounted about the axis 15, on a centering shaft of the assembly, makes it possible to reduce considerably the clutter of the mechanism and to achieve a device capable of recovering all the marine energies present on the site and, however, not very visible to be able to be distributed in large numbers along a coast to produce a quantity of economically profitable energy.

Claims

REVENDICATIONS
1) Installation de conversion de l'énergie renouvelable d'un milieu marin, comprenant au moins deux moyens de conversion d'au moins deux énergies renouvelables, montés sur un même bâti de support (M), respectivement un premier moyen (1) de conversion du mouvement alternatif de la houle en un couple d'entraînement en rotation, dans un seul sens, d'un premier arbre de sortie (20), au moins un second moyen (3) de conversion d'au moins une seconde énergie renouvelable, en un couple d'entraînement en rotation, autour d'un axe, d'au moins un second arbre de sortie (30), et un moyen (4) d'addition des couples appliqués sur lesdits premier (20) et second (30) arbres de sortie, pour l'entraînement en rotation d'un arbre de commande (59) d'un dispositif générateur de puissance (8), caractérisé par le fait que le moyen (4) d'addition des couples appliqués sur les arbres de sortie (20,30) des deux moyens de conversion (1 ,3) est constitué d'au moins un dispositif sommateur de puissance (4), comprenant deux arbres menants coaxiaux (41 ,42) enfilés l'un dans l'autre, respectivement un arbre menant central (42) et un arbre menant tubulaire (41), solidarisés en rotation, respectivement, avec les arbres de sortie (30,20) des deux moyens de conversion (3,1 ), et un arbre mené (48) centré sur le même axe que les deux arbres menants (41 ,42) enfilés l'un dans l'autre et sur lequel est appliquée la somme des couples d'entraînement en rotation appliqués sur lesdits arbres menants (41 ,42), ledit arbre mené (48) étant solidarisé en rotation avec l'arbre de commande (59) du dispositif générateur de puissance (8). 1) Plant for converting renewable energy of a marine environment, comprising at least two means for converting at least two renewable energies, mounted on the same support frame (M), respectively a first means (1) of converting the reciprocating motion of the swell into a one-way rotational driving torque of a first output shaft (20), at least a second means (3) of converting at least one second renewable energy in a rotational drive torque about an axis of at least a second output shaft (30), and means (4) for adding the torques applied to said first (20) and second (20) 30) output shafts for driving in rotation a control shaft (59) of a power generating device (8), characterized in that the means (4) for adding the couples applied to the output shafts (20, 30) of the two conversion means (1, 3) consists of at least one power summation device ance (4), comprising two coaxial driving shafts (41, 42) threaded into each other, respectively a central driving shaft (42) and a tubular driving shaft (41), secured in rotation, respectively, with the shafts output (30,20) of the two conversion means (3,1), and a driven shaft (48) centered on the same axis as the two drive shafts (41, 42) threaded into one another and on which is applied the sum of the rotational driving torques applied on said driving shafts (41, 42), said driven shaft (48) being secured in rotation with the control shaft (59) of the power generating device (8) .
2) Installation selon la revendication 1 , caractérisée par le fait que le dispositif sommateur de puissance (4) comprend une couronne dentée (47) calée en rotation et centrée sur le même axe que l'arbre mené (48), et au moins une paire de pignons satellites centrés et calés en rotation sur un même axe tournant dans un palier axial (44) porté par une extrémité d'au moins un bras (45) formant une manivelle calée en rotation sur l'arbre menant central (42), respectivement un premier pignon satellite (43a) engrenant sur un pignon planétaire (46) centré et calé en rotation sur l'arbre menant tubulaire (41) et un second pignon satellite (43b) engrenant avec la couronne dentée (47) pour l'entraînement en rotation de l'arbre mené (48) sous l'action des couples de rotation appliqués par les deux moyens de conversion (1.3), respectivement, sur l'arbre menant tubulaire (41) et sur l'arbre menant central (42), et dont les puissances s'ajoutent.  2) Installation according to claim 1, characterized in that the power summing device (4) comprises a ring gear (47) locked in rotation and centered on the same axis as the driven shaft (48), and at least one pair of planet gears centered and set in rotation on the same axis rotating in an axial bearing (44) carried by one end of at least one arm (45) forming a crank set in rotation on the central driving shaft (42), respectively a first planet gear (43a) meshing with a sun gear (46) centered and rotatably mounted on the tubular driving shaft (41) and a second planet gear (43b) meshing with the ring gear (47) for driving in rotation of the driven shaft (48) under the action of the rotational torques applied by the two conversion means (1.3), respectively, on the tubular driving shaft (41) and on the central driving shaft (42) , and whose powers are added.
3) Installation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que l'arbre menant central (42) du dispositif sommateur (4) est entraîné en rotation par le second moyen de conversion d'énergie (3) et que l'arbre menant tubulaire (41) enfilé sur l'arbre menant central (42) est entraîné en rotation par le premier moyen (1) de conversion de l'énergie de la houle. 3) Installation according to one of claims 1 and 2, characterized in that the central driving shaft (42) of the summing device (4) is rotated by the second energy conversion means (3) and that the tubular driving shaft (41) threaded on the central driving shaft (42) is rotated by the first means (1) for converting the wave energy.
4) Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'arbre mené (48) du dispositif sommateur (4) est solidarisé en rotation avec l'arbre de commande (59) du dispositif générateur de puissance (8) par l'intermédiaire d'un mécanisme multiplicateur de vitesse (5).  4) Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the driven shaft (48) of the summing device (4) is integral in rotation with the control shaft (59) of the power generating device (8) via a speed multiplier mechanism (5).
5) Installation selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le mécanisme multiplicateur de vitesse (5) entraîne le dispositif générateur de puissance (8) par une liaison mécanique comportant au moins un volant d'inertie (63).  5) Installation according to claim 4, characterized in that the speed multiplier mechanism (5) drives the power generating device (8) by a mechanical connection comprising at least one flywheel (63).
6) Installation selon la revendication 5, caractérisée par le fait que la liaison mécanique entre le mécanisme multiplicateur de vitesse (5) et le dispositif générateur de puissance (8) comporte deux volants d'inertie (63,63')tournant en sens contraire et reliés par un mécanisme inverseur (64).  6) Installation according to claim 5, characterized in that the mechanical connection between the speed multiplier mechanism (5) and the power generating device (8) comprises two flywheels (63,63 ') rotating in the opposite direction and connected by an inverter mechanism (64).
7) Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les arbres de sortie (20,30) des moyens de conversion d'énergie (1 ,3), les arbres menants (41 ,42) et l'arbre mené (48) du dispositif sommateur de puissance (4), ainsi que tous les moyens de transmission des couples de' rotation sont centrés sur un même axe de rotation (15). 7) Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the output shafts (20,30) of the energy conversion means (1, 3), the driving shafts (41, 42) and the shaft led (48) of the power summation device (4) and all the pairs of transmission means' rotation are centered on a same axis of rotation (15).
8) Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le premier moyen (1) de conversion de l'énergie de la houle comporte au moins un organe oscillant animé d'un mouvement alternatif ascendant et descendant sous l'action de la houle et relié cinématiquement à un premier arbre de sortie (20) par l'intermédiaire d'un mécanisme inverseur (2), de façon à entraîner en rotation ledit premier arbre de sortie 0) dans un seul sens de rotation.  8) Installation according to one of the preceding claims, characterized in that the first means (1) for converting the energy of the wave comprises at least one oscillating member driven by a reciprocating upward and downward movement under the action of the swell and kinematically connected to a first output shaft (20) via an inverter mechanism (2), so as to rotate said first output shaft (0) in a single direction of rotation.
9) Installation selon la revendication 8, caractérisée par le fait que le premier arbre de îortie (20) entraîné en rotation par le mécanisme inverseur (2) est un arbre tubulaire cen- ré sur un axe vertical (15) sur lequel est également centré le second arbre de sortie (30), ¾ue l'arbre menant tubulaire (41) et l'arbre central (42) du dispositif sommateur (4), enfilés 'un dans l'autre, sont centrés sur le même axe vertical (15) et placés dans le prolonge- nent, respectivement, desdits premier (20) et second (30) arbres de sortie, respective- nent du premier (1 ) et du second (3) moyens de conversion.  9) Installation according to claim 8, characterized in that the first output shaft (20) driven in rotation by the inverter mechanism (2) is a tubular shaft centered on a vertical axis (15) on which is also centered the second output shaft (30), that the tubular driving shaft (41) and the central shaft (42) of the summing device (4), threaded into one another, are centered on the same vertical axis (15). ) and placed in the extension, respectively, of said first (20) and second (30) output shafts, respectively of the first (1) and second (3) conversion means.
10) Installation selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisée par le fait que le nécanisme inverseur (2) est également centré sur l'axe (15) et est logé dans un boîtier reux (70) fixé sur une face supérieure (60) du bâti de support (6), et que le second ioyen de conversion (3) est une éolienne portée par un arbre de rotation (30), monté Dtatif, autour du même axe vertical (15), dans un palier de guidage axial (72) porté par ne face supérieure (71 ) du boîtier (70). 11) Installation selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte trois moyens de conversion montés sur un même bâti de support (M), respectivement un dispositif houlomoteur (1) au niveau de l'eau, entraînant en rotation un premier arbre de sortie (20), une éolienne (3) placée au dessus de l'eau, entraînant en rotation un second arbre de sortie (30), et une hydrolienne (H) immergée dans l'eau, entraînant en rotation un arbre (90), que les arbres (20, 30, 90) desdits trois moyens de conversion (1 ,3,H) sont centrés sur un même axe vertical (15), et que le mécanisme comprend deux dispositifs sommateurs (4,9) permettant d'ajouter les uns aux autres les couples d'entraînement appliqués respectivement, sur l'arbre (20) par le dispositif houlomoteur (1), sur l'arbre (30) par l'éolienne (3) et sur l'arbre (90) par l'hydrolienne (H). 10) Installation according to one of claims 8 and 9, characterized in that the inverter mechanism (2) is also centered on the axis (15) and is housed in a reux box (70) fixed on an upper face ( 60) of the support frame (6), and that the second conversion means (3) is a wind turbine carried by a rotation shaft (30), mounted relative to the same vertical axis (15), in a guide bearing axial (72) carried by the upper face (71) of the housing (70). 11) Installation according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises three conversion means mounted on the same support frame (M), respectively a wave-forming device (1) at the water, resulting in rotating a first output shaft (20), a wind turbine (3) placed above the water, rotating a second output shaft (30), and a tidal turbine (H) immersed in the water, rotating a shaft (90), that the shafts (20, 30, 90) of said three converting means (1, 3, H) are centered on the same vertical axis (15), and that the mechanism comprises two summing devices (4, 9) for adding to each other the driving torques respectively applied on the shaft (20) by the wave energy device (1), on the shaft (30) by the wind turbine (3) and on the shaft (90) by the tidal turbine (H).
12) Installation selon la revendication 11 , caractérisée par lé fait que le premier dispositif sommateur (4) comporte deux arbres menants (41 ,42) solidarisés en rotation, respectivement, avec les arbres de sortie (20,30), respectivement, du premier et du second moyens de conversion (1 ,3) et un arbre mené (48), et que le second dispositif sommateur (9) comporte un premier arbre menant (91) solidarisé en rotation avec l'arbre mené (48) du premier dispositif sommateur (4), un second arbre menant (92) solidarisé en rotation avec l'arbre de sortie (90) du troisième moyen (H) de conversion d'énergie, et un arbre mené (98) d'entraînement en rotation de l'arbre de commande (59') du dispositif générateur de puissance (G).  12) Installation according to claim 11, characterized in that the first summing device (4) comprises two driving shafts (41, 42) secured in rotation, respectively, with the output shafts (20,30), respectively, of the first and second conversion means (1, 3) and a driven shaft (48), and that the second summing device (9) comprises a first driving shaft (91) rotatably connected to the driven shaft (48) of the first device summator (4), a second drive shaft (92) rotatably connected to the output shaft (90) of the third energy conversion means (H), and a driven shaft (98) for rotating the drive shaft control shaft (59 ') of the power generating device (G).
13) Installation selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisée par le fait que le premier moyen (1) de conversion de l'énergie de la houle comprend au moins trois bras (11) portant chacun un flotteur à une extrémité et montés articulés, à leur autre extrémité, sur un boîtier (70) fixé sur le support ( ,6) et dans lequel est logé le mécanisme inverseur (2), que lesdits bras (11) s'étendent radialement suivant au moins trois directions réparties en étoile autour de l'axe central (15) sensiblement vertical du boîtier (70) et sont montés oscillants autour d'au moins trois axes d'articulation concourants (10) passant par ledit axe central (15), et que le mécanisme inverseur (2) comprend une roue principale (21) à denture conique, d'entraînement en rotation d'un premier arbre de sortie (20) et, pour chacun des bras (11), une paire de deux pignons coniques opposés (22a,22b), engrenant avec la denture conique de la roue principale (21) et solidarisés en rotation, chacun dans un sens, avec ledit bras (1 ), lesdites paires de pignons coniques (22) se chevauchant de façon que leurs axes de rotation (23) soient disposés en étoile autour de l'axe de la roue principale (21) et que tous les pignons (22) soient régulièrement répartis le long de sa denture conique de celle-ci.  13) Installation according to one of claims 8 to 12, characterized in that the first means (1) for converting the energy of the swell comprises at least three arms (11) each carrying a float at one end and mounted articulated, at their other end, on a housing (70) fixed on the support (6) and in which is housed the inverter mechanism (2), said arms (11) extend radially in at least three directions distributed in star around the substantially vertical central axis (15) of the housing (70) and are mounted oscillating about at least three intersecting axes of articulation (10) passing through said central axis (15), and that the inverter mechanism ( 2) comprises a conically-toothed main gear (21) for rotating a first output shaft (20) and for each of the arms (11) a pair of two opposed bevel gears (22a, 22b). , meshing with the conical teeth of the main wheel (21) and secured in rotation , each in one direction, with said arm (1), said pairs of bevel gears (22) overlapping so that their axes of rotation (23) are arranged in a star around the axis of the main wheel (21) and that all the pinions (22) are evenly distributed along its conical toothing thereof.
14) .Installation de conversion selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'arbre de sortie (30) d'au moins un second moyen de conversion (3) 3st solidarisé en rotation avec l'arbre menant central (42) du dispositif sommateur (4) par l'intermédiaire d'une roue libre (72) permettant la rotation dudit arbre de sortie (30) dans un seul sens d'application d'un couple d'entraînement sur l'arbre menant correspondant (42) du dispositif sommateur (4) et interdisant une rotation en sens inverse sous l'action du dispositif sommateur (4), dans le cas où le couple d'entraînement en rotation appliqué par le second moyen de conversion (3), devient inférieur au couple résistant appliqué par le dispositif générateur de puissance (8) sur l'arbre mené (48) du dispositif sommateur (4). 14) .Installation conversion according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft (30) of at least a second conversion means (3) 3st secured in rotation with the central driving shaft ( 42) of the summing device (4) by via a freewheel (72) allowing rotation of said output shaft (30) in a single direction of application of a driving torque on the corresponding driving shaft (42) of the summing device (4) and preventing rotation in the opposite direction under the action of the summing device (4), in the case where the rotational driving torque applied by the second conversion means (3) becomes less than the resistive torque applied by the generating device power supply (8) on the driven shaft (48) of the summing device (4).
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