WO2018070946A2 - Electric power generation system using a domestic water turbine - Google Patents

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WO2018070946A2
WO2018070946A2 PCT/TN2017/000003 TN2017000003W WO2018070946A2 WO 2018070946 A2 WO2018070946 A2 WO 2018070946A2 TN 2017000003 W TN2017000003 W TN 2017000003W WO 2018070946 A2 WO2018070946 A2 WO 2018070946A2
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Khaldoun CHATER
Anouar BEN CHAABANE
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Chater Khaldoun
Ben Chaabane Anouar
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    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
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Abstract

The invention relates to an electric power generation system using a domestic water turbine, known as "KARFOUDA". The system of the invention essentially comprises: a cylindrical or ring-shaped basin having a flat or conical base; multiple vertical-axis turbines, two-thirds being secured to the inner wall of the basin; and, optionally, a large vertical-axis turbine (main turbine) located in the middle of the basin and driven by an electric gear motor. As water is poured gradually into the basin, the large turbine, driven by the motor, creates a hydrodynamic lift that rotates the small turbines, each of which is coupled to an alternator so as to generate electric power. As the water continues to pour into the basin, the hydrodynamic lift that was created in turn assists the gear motor in causing a large amount of water to whirl. In this way, it is possible to generate electric power to operate the gear motor and for the remaining electric power to be used.

Description

TITRE : Système de production de l'énergie électrique avec une hydrolienne domestique  TITLE: System of production of electric energy with a domestic turbine
DESCRIPTION :  DESCRIPTION:
L'invention concerne un système de production de l'énergie électrique avec une hydrolienne domestique « KARFOUDA ».  The invention relates to a system for producing electrical energy with a domestic turbine "KARFOUDA".
Le système au départ est constitué de (Figure 1) : The system initially consists of (Figure 1):
" Un bassin cylindrique à fond plat, "A cylindrical basin with a flat bottom,
Plusieurs turbines à axes verticales implantées à 2/3 sur la paroi intérieure du bassin et chacune est liée à un multiplicateur de vitesse et puis à un alternateur, Several turbines with vertical axes located 2/3 on the inner wall of the basin and each one is linked to a speed multiplier and then to an alternator,
Une grande turbine, à axe verticale, située au milieu du bassin et qui est entraînée par un moteur électrique accouplé à un réducteur de vitesse située que se soit en haut ou en bas du bassin, A large turbine, with a vertical axis, located in the middle of the basin and which is driven by an electric motor coupled to a speed reducer located at the top or bottom of the basin,
1- Fonctionnement :  1- Operation:
En versant de l'eau issue de la source peu à peu et en faisant tourner le moteur électrique, qui à son tour entraine en rotation la turbine principale via un accouplement et un réducteur de vitesse, cela engendre la rotation de l'eau et par suite la création d'une portance hydrodynamique capable de faire tourner les petites turbines. By pouring water from the source gradually and rotating the electric motor, which in turn rotates the main turbine through a coupling and a speed reducer, it causes the rotation of the water and by following the creation of a hydrodynamic lift capable of rotating small turbines.
Ces petites turbines sont implantées à 2/3 sur la paroi (Surface circonférentielle) intérieure du bassin et sont guidées en rotation chacune par deux paliers à roulements : l'un est fixé en bas du bassin et l'autre est fixé sur un couvercle assemblé au bassin du côté haut. (Figure 2). These small turbines are located 2/3 on the inner wall (circumferential surface) of the basin and are guided in rotation each by two rolling bearings: one is fixed at the bottom of the basin and the other is attached to an assembled lid to the basin on the high side. (Figure 2).
Le mouvement de rotation de ces petites turbines sera transmis aux alternateurs via des multiplicateurs de vitesse fixés sur l'extrémité de chaque turbine (Figure 1). En continuant à verser de l'eau dans le bassin, la portance hydrodynamique qui a été crée, va aider le moto-réducteur à faire tourner une grande quantité d'eau. The rotational movement of these small turbines will be transmitted to the alternators via speed multipliers attached to the end of each turbine (Figure 1). By continuing to pour water into the basin, the hydrodynamic lift that has been created, will help the gear motor to rotate a large amount of water.
De cette manière nous serons capables de produire une énergie électrique pour faire fonctionner le simple moteur réducteur et d'en servir du reste. In this way we will be able to produce electrical energy to operate the simple gear motor and use the rest.
2- Améliorations : 2- Improvements:
Plusieurs améliorations qui peuvent subir par le système, objet de notre invention, et ce dans le but d'augmenter l'énergie récupérée par ce dernier : Several improvements that can undergo by the system, object of our invention, and in order to increase the energy recovered by the latter:
" L'utilisation d'un bassin de forme torique facilite l'écoulement de l'eau et par la suite d'augmenter la portance hydrodynamique responsable de faire tourner les petites turbines (Figures 5 et 6), "The use of a toroid shaped pond facilitates the flow of water and subsequently increases the hydrodynamic lift responsible for rotating the small turbines (Figures 5 and 6),
Des ailettes de formes d'hyperbole facilitent au moteur de faire tourner la turbine principale (Figures 3 et 4), Hyperbola shape fins make it easier for the motor to turn the main turbine (Figures 3 and 4),
D'autres propositions d'amélioration qui peuvent être envisagées telles que : Other suggestions for improvement that can be considered such as:
L'utilisation d'une pompe dont le rôle est d'aspirer l'eau du bassin et de le réinjecter de nouveau à travers des orifices usinées sur la paroi intérieure du bassin et situées proches de chaque petite turbine, servant ainsi à la fois d'augmenter la portance hydrodynamique de l'eau circulant dans le bassin et d'entrainer aussi les petites turbines en rotation (Figures 7, 8, 9 et 10).  The use of a pump whose role is to suck the water from the pool and reinject it again through orifices machined on the inner wall of the basin and located close to each small turbine, thus serving both to increase the hydrodynamic lift of the water circulating in the basin and also cause the small turbines in rotation (Figures 7, 8, 9 and 10).
Remplacer la turbine principale par un plateau comportant des ailettes et situé en bas du bassin et entraîné en rotation par un moteur électrique.  Replace the main turbine by a plate with fins and located at the bottom of the basin and rotated by an electric motor.
Le système peut être aussi équipé d'une turbine dont l'alésage entoure l'axe de la première turbine qui est entraînée en rotation par le moto-réducteur. Cette dernière, qui commence à tourner suite à la portance hydrodynamique produite par la première turbine, est accouplée également à un alternateur pour produire plus d'énergie.  The system may also be equipped with a turbine whose bore surrounds the axis of the first turbine which is rotated by the geared motor. The latter, which starts to rotate due to the hydrodynamic lift produced by the first turbine, is also coupled to an alternator to produce more energy.
Les sorties issues de chaque turbine que se soit principale ou auxiliaire (petite turbine), au lieu d'être liées aux multiplicateurs de vitesse et puis vers les alternateurs, elles seront accouplées chacune à une pompe basse pression. Toutes ces pompes (BP) participent à la transmission du fluide à un seul moteur hydraulique tournant ainsi à une vitesse très élevée. Ce moteur hydraulique, à son tour, transmet le mouvement de rotation à un grand alternateur. La synoptique de cette solution est représentée sur la Figure 1 1. Outputs from each turbine that is main or auxiliary (small turbine), instead of being linked to the speed multipliers and then to the alternators, they will each be coupled to a low pressure pump. All these pumps (BP) participate in the transmission of the fluid to a single hydraulic motor and running at a very high speed. This hydraulic motor, in turn, transmits the rotational movement to a large alternator. The synoptic of this solution is shown in Figure 1 1.

Claims

REVENDICATIONS Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont comme suit : CLAIMS The embodiments of the invention, for which an exclusive right of ownership or privilege is claimed, are as follows:
1. Système de production de l'énergie électrique avec une hydrolienne domestique « KARFOUDA »,  1. System of production of electrical energy with a domestic turbine "KARFOUDA",
2. Le système selon la revendication est caractérisé en ce que sa partie active est composée de : 2. The system according to the claim is characterized in that its active part is composed of:
Un bassin cylindrique ou torique à fond conique, A cylindrical or toric basin with conical bottom,
Plusieurs turbines à axes verticales implantées à 2/3 sur la paroi intérieure du bassin et chacune est liée à un multiplicateur de vitesse et puis à un alternateur, - Une grande turbine, à axe verticale, située au milieu du bassin et qui est entraînée par un moteur électrique accouplé à un réducteur de vitesse située que ce soit en haut ou en bas du bassin,  Several turbines with vertical axes located 2/3 on the inner wall of the basin and each is linked to a speed multiplier and then to an alternator, - A large turbine, vertical axis, located in the middle of the basin and which is driven by an electric motor coupled to a speed reducer located at the top or the bottom of the basin,
3. Le système sujet de l'invention peut comporter aussi une pompe dont le rôle est d'aspirer l'eau du bassin et de le réinjecter de nouveau à travers des orifices usinées sur la paroi intérieure du bassin et situées proches de chaque petite turbine, servant ainsi à la fois d'augmenter la portance hydrodynamique de l'eau circulant dans le bassin et d'entraîner aussi les petites turbines en rotation.  3. The subject system of the invention may also include a pump whose role is to suck water from the pool and reinject it back through orifices machined on the inner wall of the pool and located near each small turbine , thus serving both to increase the hydrodynamic lift of the water circulating in the basin and also to drive small turbines in rotation.
4. Pour augmenter la production de l'énergie électrique, le système selon la revendication peut être équipé d'une turbine dont l'alésage entoure l'axe de la première turbine qui est entraînée en rotation par le motoréducteur. Cette dernière, qui commence à tourner suite à la portance hydrodynamique produite par la première turbine, est accouplée également à un alternateur pour produire plus d'énergie.  4. To increase the production of electrical energy, the system according to claim may be equipped with a turbine whose bore surrounds the axis of the first turbine which is rotated by the geared motor. The latter, which starts to rotate due to the hydrodynamic lift produced by the first turbine, is also coupled to an alternator to produce more energy.
5. Le système est ouvert à toute amélioration telle que le changement de la turbine principale par un plateau comportant des ailettes situé en bas du bassin et entraîné en rotation par un moteur électrique.  5. The system is open to any improvement such as the change of the main turbine by a plate with fins located at the bottom of the basin and rotated by an electric motor.
6. A la sortie de chaque turbine (que ce soit principale ou auxiliaire), on peut accoupler une pompe basse pression (BP) qui participe avec les autres à faire tourner un moteur hydraulique à une vitesse très élevée. Ce moteur, à son tour, entraine un grand alternateur en rotation pour produire de l'énergie électrique.  6. At the outlet of each turbine (either main or auxiliary), a low pressure pump (BP) can be coupled with the others to run a hydraulic motor at a very high speed. This motor, in turn, drives a large alternator in rotation to produce electrical energy.
PCT/TN2017/000003 2016-10-10 2017-10-10 Electric power generation system using a domestic water turbine WO2018070946A2 (en)

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