WO2019185470A1 - Méthode pour la conception et la fabrication de turbines à cuillères à jet calibré - Google Patents

Méthode pour la conception et la fabrication de turbines à cuillères à jet calibré Download PDF

Info

Publication number
WO2019185470A1
WO2019185470A1 PCT/EP2019/057216 EP2019057216W WO2019185470A1 WO 2019185470 A1 WO2019185470 A1 WO 2019185470A1 EP 2019057216 W EP2019057216 W EP 2019057216W WO 2019185470 A1 WO2019185470 A1 WO 2019185470A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
zone
fluid
turbine
turbines
tubes
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/057216
Other languages
English (en)
Other versions
WO2019185470A4 (fr
Inventor
Pierre Carrouset
Original Assignee
Carpyz Sas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to CA3094024A priority Critical patent/CA3094024A1/fr
Priority to AU2019245914A priority patent/AU2019245914A1/en
Priority to RU2020135210A priority patent/RU2020135210A/ru
Priority to CN201980022887.5A priority patent/CN111919024A/zh
Priority to EP19715014.7A priority patent/EP3775529A1/fr
Priority to US17/042,346 priority patent/US20210017947A1/en
Application filed by Carpyz Sas filed Critical Carpyz Sas
Priority to SG11202008704PA priority patent/SG11202008704PA/en
Priority to BR112020019860-9A priority patent/BR112020019860A2/pt
Priority to JP2020552715A priority patent/JP2021519881A/ja
Publication of WO2019185470A1 publication Critical patent/WO2019185470A1/fr
Publication of WO2019185470A4 publication Critical patent/WO2019185470A4/fr
Priority to IL277558A priority patent/IL277558A/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F03B1/02—Buckets; Bucket-carrying rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00—Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • F03D1/0633—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades
    • F03D1/0641—Rotors characterised by their aerodynamic shape of the blades of the section profile of the blades, i.e. aerofoil profile
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/30—Application in turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00—Manufacture
    • F05B2230/30—Manufacture with deposition of material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/24—Rotors for turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/24—Rotors for turbines
    • F05B2240/241—Rotors for turbines of impulse type
    • F05B2240/2411—Pelton type
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/06—Wind turbines or wind farms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a method for designing and manufacturing on demand calibrated jet spoon turbines.
  • Turbines used to generate fluid-provided energy are essentially constructed from the kinetic energy provided by the impact of fluids on the surface of propeller blades of all sizes
  • propellers have been used for a very long time to capture the energy of fluids, for example wind turbines are used with reasonable dimensions in desert countries to extract water from wells and in Europe to give water to drinkers. cows in the meadows or windmills to make flour.
  • CARPYZ says the five parameters (publication WO2008 / 012425, patent application PCT / FR2007 / 001 1267), a new research has been pursued until now, during over 10 years, by CARPYZ SAS Engineering created in 2017.
  • the so-called five parameters principle makes it possible to manufacture a double-sided blade in using simultaneously only five numerical values to choose from, namely numerical values respectively for 1) the leading edge, 2) the trailing edge, 3) the body, 4) the length, and 5) the camber.
  • WO2014067823 (A1) describes a known method of this type using the arithmetic principle CARPYZ said parameters, applied to a turbine comprising at least two hollow 3D wheels nested one inside the other in which, d ' on the one hand, a fixed hollow wheel is open at the front at the inlet of the fluid at its largest diameter and consists of successive circular curved washers which each have their inner diameter which decreases going from the front towards the center and have their inner edge oriented forward and are intersected by preferably spirally wound blades which go from the front to the center and form with the washers channels oriented tangentially towards the periphery of the wheel and, on the other hand at least one rotating wheel which surrounds the fixed wheel consists of blades preferably spirally wound which go from the large diameter towards the center and are curved in of hollow buckets, one of whose beaks is oriented tangentially inside this wheel and these bucket blades are intersected with circular washers which go from the inside to the outside and divide the
  • the industrial computer tool says the five parameters can easily generate on demand and at infinity, helical blades of very complex shapes and provides the computer files to build them. Those skilled in the art must provide all the numerical values necessary for the so-called "five parameters" principle for each element described independently. The skilled person has the skill to associate the elements with each other as described.
  • An object of the invention is to provide a method for designing, constructing and manufacturing turbines with the CARPYZ calibrated jet spoon wheels, all of whose elements are fully digitized, and which are on demand adapted to all fluids, for all uses, and of all sizes.
  • the method for the design and on-demand manufacture of calibrated jet spoon turbines of the invention is characterized by the fact that the skeletons of the turbines presented on the screen make it possible to design them and then to manufacture them in all dimensions, in all materials and in all quantities, and they are constructed using blades designed with the arithmetic principle called the five parameters.
  • the skeleton of the turbine is represented on the screen by means of "virtual neutral fibers" which are thereafter covered with material, the turbines being contained over their entire length in a circular envelope which is in principle slightly curved, the diameter of which on the The length of this monoblock envelope is shown on drawing and divided into four zones cut by ephemeral virtual disks which each separate the zones according to the functions performed at these locations, the front edge of this envelope being very small. tapered or on-demand provided with a Br flange to allow connection to facilities.These four areas include:
  • a first zone (1) of introduction of the fluid empty space or occupied by sills or inductors, of the corkscrew type, which possibly generate a pre-rotation of the fluid which enters a second zone (2), a pointed shield spreading the fluid stream from the center at the inlet, and the ruler spreading it away to the second zone (2), the second zone (2) where fluid is rotated, in channels which spiral out and which open at the rear of the second zone (2) by rotating the fluid ,
  • a third zone (3) where is located the rotating wheel provided with calibrated jet spoons that capture the energy provided by the fluid jets exiting the second zone (2)
  • a fourth zone (4) where is located a a casing fixed to the fixed casing of the turbine, placed after the rotating wheel, which contains channels which direct the fluid towards the outlet at the rear of the turbine, and
  • the fluid is led as soon as it arrives in the second zone (2) by channels, contained in tubes which are put in continuity face to face, along the entire length of the turbine.
  • the CARPYZ industrial computer tool makes it easy to generate on demand and infinitely, helical blades of very complex shapes and provides the computer files to build them.
  • the "five-parameter arithmetic principle” is used. This feature refers to G industrial computer design and manufacturing computer tool, which was developed by the applicant of this application. However, this precise principle is universally accepted and defines a standard principle or procedure that is accepted internationally as a particular sequence of standard operations.
  • This new invention shows how CARPYZ spinner turbines are constructed using known geometric and mathematical principles and laws, but which are associated and employed simultaneously or independently of complementary ways. Each principle, if it is perhaps already known individually, can not be considered as a sufficient opposition having left the global context, the elements of the monoblock wheel being all dependent on each other.
  • CARPYZ says 5 parameters, that it is possible to design, build and manufacture turbines with calibrated jet wheels, all elements of which are fully digitized, and which are on demand adapted to all fluids, for all uses
  • the device is remarkable in that the skeletons of the turbines presented on the screen make it possible to design them and then to manufacture them in all dimensions, in all materials and in all quantities, and they are built to the using blades designed with the CARPYZ arithmetic principle of parameters (see publication WO2008 / 012425, PCT / FR2007 / 0011267).
  • the edges of the tubes at the inlet of the second zone (2) and at the outlet of the tubes of the fourth zone (4) are very slender, and in that the edges of the spoons of the third zone (3) are very slender, the edges of the tubes of the spoon wheel and those of the tubes which surround it, having the same diameter, being flat and rotating opposite each other.
  • the channels are constructed in fixed circular tubes of different diameter, which are contained in each other, and which start from the front of the second zone (2) with tapered edges (3, FIG 4) and whose diameters are evolutive, these tubes being pursued face to face in concordance with identical tubes contained in a rotary box which contains the spoons, these rotary tubes being again pursued face to face in concordance with the fixed tubes contained in the box fixed to the fixed sleeve of the turbine in the fourth zone (4).
  • the wheel of the third zone (3) which rotates is constructed with spoons which are placed in the wheel between its tubes, the spoons being portions of open circles mouth open, oriented for their feeding according to the direction of rotation decided by the designer, the spoons being modifiable by changing the values of the width of the wheel, their inclination and their depth, the results obtained changing with the diameter of the wheel and with the number of spoons which are determined by the designer.
  • a virtual straight line is drawn between the two edges of the spoon and on this line is pointed in the middle a center, and in that, referring to this center are placed with a differential X, X, a , according to the will of the designer, the centers of portions of circle which position the opposing bosses which will strangle the inner jet of the spoon.
  • a hole is drilled over the entire height of the box.
  • the rotary box of the spoon wheel is mechanically connected to the shaft of the turbine.
  • an electric generator whose stator is fixed with the inside of all the channels for rotating the fluid, the rotor of this electric generator being fixed to the shaft of the turbine and being mechanically connected to the stator by a bearing / stop, smooth or ball, the other end of the shaft coming out the other side after the wheel and allowing to use the mechanical energy produced with pulleys or electric generators held by supports connected to the casing of the turbine.
  • the production of electricity is made by devices based on the principle of Brushless motors, fixing magnets all around the periphery of the spinning spoon wheel, and fixing the coils, which receive the magnetic fields of the magnets , which are placed at the periphery on the turbine casing using magnetic and non-magnetic elements with low remanence.
  • Figure 1 shows as an example the spoons that can be modified by changing the values of the width of the wheel, their inclination and their depth;
  • Figure 2 shows, starting from the edges of the bump are drawn by the designer, curved lines that will join at their tangent the back of each spoon which precedes them;
  • Figure 3 shows in section a half-turbine cut at the axis of the shaft, divided into four zones
  • Figure 4 shows the so-called principle of the parameters applied to the spoons
  • Figure 5 shows the generation on demand of the bosses by displacing the position of the centers with X, X, a, to be able to modify at will the channel of the spoon which conditions the jet of the fluid.
  • FIG. 4 recalls the CARPYZ arithmetic principle of the parameters and shows that the edges (3) of a spoon can be very sharp because the diameters used with the computer and obtained with the 3D additive machines can be extremely thin and practically invisible and sharp. This same drawing also shows that the edge of the ends of the tubes can be flat.
  • FIG 1 It is shown FIG 1 that it is possible to modify at will the hollow depth of the spoon and its angulation.
  • FIG 5 shows in section a half-turbine cut to the axis of the tree.
  • the fluid inlet is arrowed to the left of the drawing and the circular envelope in bold whose edge can be tapered in the case of ambient fluid intake, or provided with a flange (Br) for its connection to an installation.
  • It shows the channels consisting of concentric tubes and the radial blades. It also shows the rotary box whose circular tubes contain the spoons, which correspond with the tubes of the channels which bring the fluid.
  • Figure 1 shows that using the 5 parameters it is possible to orient the spoons and change their dimensions.
  • Figure 5 shows that a boss is placed inside the spoon and that the center of this boss is shifted on demand relative to the center of the axis drawn between the edges of the spoon and allows to modify the importance of the channel that exists between the boss and the bottom of the spoon.
  • Figure 2 shows the portions of curves that connect the front edge of the boss to the tangent of the spoon that precedes it. It also shows an oblong central hole that runs through the box.
  • Figure 4 recalls the so-called principle of the 5 parameters.
  • the skeleton of the turbine is represented on the screen with the help of "virtual neutral fibers" which are afterwards covered with material.
  • the turbines are contained over their entire length in a circular envelope. a slightly convex principle whose diameter over the length evolves according to its content
  • the length of this one-piece envelope is shown in the drawing divided into four zones cut by ephemeral virtual disks which each separate the zones according to the functions performed at these locations.
  • This envelope is very thin or on request provided with a Br flange to allow connection to facilities.
  • a ZONE 1 for introducing the fluid, an empty space or occupied by louvers or inductors, like a corkscrew, which possibly generates a pre-rotation of the fluid that enters zone 2.
  • FIG 3. A shield The pointed vein separates the fluid vein from the center at the end, and directs it towards the zone 2.
  • a ZONE 2 where the fluid is created, in channels that spiral and open at back of zone 2 by rotating the fluid.
  • a ZONE 3 where is the rotating wheel provided with calibrated jet spoons that capture the energy provided by the fluid jets exiting the zone 2
  • a ZONE 4 where is located a casing fixed to the fixed sleeve of the turbine , placed after the rotating wheel, which contains channels that direct the fluid to the outlet at the back of the turbine.
  • the fluid is led from its arrival zone 2 by channels, contained in tubes which are placed in continuity face to face over the entire length of the turbine. Unless they are provided with flanges, the edges of the tubes at the entrance to zone 2 and at the outlet of the tubes of zone 4 are very thin. The edges of the spoons of zone 3 are very tapered.
  • the edges of the tubes of the spoon wheel and those of the tubes which surround it, have the same diameter, are flat (FIG 4) and rotate opposite each other.
  • the channels are built in fixed circular tubes of different diameters, which are contained in each other, and which start from the front of zone 2 with tapered edges (3 of FIG 4) and whose diameters are evolving. These tubes are pursued face to face in concordance with identical tubes contained in a rotary box which contains the spoons. These rotary tubes are again pursued face to face in accordance with the fixed tubes contained in the casing fixed to the fixed jacket of the turbine (zone 4).
  • Figure 3 shows, starting from the front face of zone 2, straight or inclined radial blades whose edges are tapered in the direction chosen by the designer, spiraling backwards in the tubes, forming channels that turn the fluid, and project it out at their tapered edges into the spoons.
  • the rotating zone wheel 3 is constructed with spoons which are placed in the wheel between its tubes.
  • the spoons are portions of open circles mouth open, oriented for their feeding in the direction of rotation decided by the designer.
  • the spoons are modified by changing the values of the width of the wheel, their inclination and their depth.
  • the results obtained vary with the diameter of the wheel and with the number of spoons that are determined by the designer. It is drawn a virtual straight line between the two edges of the spoon and on this line is pointed in the middle a center.
  • Figure 2 shows that, starting from the edges of the bump are drawn by the designer, curved lines that will join at their tangent the back of each spoon which precedes them.
  • an electric generator whose stator is fixed with the inside of all the channels for rotating the fluid.
  • the rotor of this electric generator is attached to the shaft of the turbine and is mechanically connected to the stator by a bearing / abutment, smooth or ball.
  • the other end of the shaft exits the other side after the wheel and allows to use the mechanical energy produced with pulleys or electric generators held by supports connected to the casing of the turbine (FIG3).
  • the production of electricity is made by devices based on the principle of Brushless motors, by fixing magnets all around at the periphery of the spinning spoon wheel, and by fixing the coils, which receive the magnetic fields of the magnets, which are peripherally aligned on the turbine casing using magnetic and non-magnetic low-remanence elements.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré, caractérisée par le fait que les squelettes des turbines présentés à l'écran permettent de les concevoir et ensuite de les fabriquer en toutes dimensions, en toutes matières et en toutes quantités, et ils sont construits à l'aide de lames conçues avec le principe arithmétique dit des cinq paramètres, le squelette de la turbine est représenté à l'écran à l'aide de "fibres neutres virtuelles" qui sont par après habillées de matière, les turbines étant contenues sur toute leur longueur dans une enveloppe circulaire en principe légèrement bombée dont le diamètre sur la longueur évolue en fonction de son contenu, la longueur de cette enveloppe monobloc est montrée sur dessin et divisée en quatre zones coupées par des disques virtuels éphémères qui séparent chacune les zones selon les fonctions remplies à ces endroits, le bord avant de cette enveloppe étant très effilé où à la demande pourvu d'une bride Br pour permettre le raccordement à des installations, les quatre zones comprenant : une première zone (1) d'introduction du fluide, espace vide ou occupé par des vantelles ou inducteurs, du type tire-bouchon, qui engendrent éventuellement une pré-rotation du fluide qui entre en une deuxième zone (2), un bouclier pointu écartant à l'arrivée la veine de fluide du centre, et la dirigeant en l'écartant vers la deuxième zone (2), la deuxième zone (2) ou se crée la rotation du fluide, dans des canaux qui s'enroulent en spirales et qui débouchent à l'arrière de la deuxième zone (2) en faisant tourner le fluide, une troisième zone (3) ou se situe la roue rotative pourvue de cuillères à jets calibré qui captent l'énergie fournie par les jets de fluide qui sortent de la deuxième zone (2), et une quatrième zone (4) ou se situe un boîtier fixé à la chemise fixe de la turbine, placé après la roue rotative, qui contient des canaux qui orientent le fluide vers la sortie à l'arrière de la turbine, et le fluide est conduit dès son arrivée dans la deuxième zone (2) par des canaux, contenus dans des tubes qui sont mis en continuité face à face, sur toute la longueur de la turbine.

Description

Méthode pour la conception et la fabrication de turbines à cuillères à jet calibré
DESCRIPTION
Domaine technique
La présente invention concerne une méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Les turbines utilisées pour générer de l'énergie fournie par un fluide sont essentiellement construites en partant de l'énergie cinétique fournie par le choc des fluides sur la surface des pales d’hélices de toutes dimensions
Elles peuvent être de grande dimensions comme celles, des moulins à vent, des ventilateurs, ou celles des fans des moteurs d'avions, ou des hélicoptères, ou plus petites empilées comme celles, des pompes à vide turbo moléculaire, ou des turbines des hélicoptères où des moteurs d’avion , ou sont ajoutés de nombreux étages de petites pales. La force centrifuge est aussi utilisée à l’aide de roues centrifuges ouvertes ou fermées comme celles des turbines des hélicoptères. Des forces beaucoup plus importantes peuvent aussi être générées par réaction comme celles des fusées. La turbine PELTON fait exception en utilisant un jet de fluide qui frappe successivement des godets positionnés à la périphérie autour d’une roue qu'ils font tourner par réaction sur le fluide ambiant. Les turbines TURGO utilisent aussi des godets frappés latéralement à la roue
A titre d’exemple, les hélices sont employées depuis très longtemps pour capter l’énergie des fluides, par exemple des éoliennes sont utilisées avec des dimensions raisonnables dans les pays désertiques pour extraire l’eau des puits et en Europe pour donner à boire aux vaches dans les prés ou encore les moulins à vent pour faire la farine.
FEUILLE DE REM PLACEMENT (RÈGLE 26) Si ces dernières ont survécue aux épreuves du temps c'est qu'elles ont une surface d'échange importante avec l'air, dite mouillée, grâce aux nombreuses larges pales qui couvrent la quasi-totalité du cercle, captant ainsi le maximum d'énergie contenue dans le vent avec un diamètre minimum. Les nouvelles très grandes éoliennes qui abîment nos paysages n'ont pas une surface mouillée importante et d'ailleurs elles ont des rendements moyens de l'ordre de 20%.
Les principales difficultés rencontrées, lors des précédentes décennies, étaient que la fabrication de formes complexes était très difficile à réaliser même avec les dernières machines à enlèvement de copeaux très performantes le brevet de la Machine Commande Numérique 8 axes de Pierre CARROUSET de 1990 utilisait déjà depuis 1985 l’ordinateur avec les courbes de BEZIER. Elles travaillaient sur le point de coupe de la tangente de la fraise cylindrique, situées au point central de la machine, autour duquel se déplaçait la pièce à usiner.
Le numérique, les ordinateurs, les logiciels de paramétrage mathématique, les machines Additives 3D, ont permis à CARPYZ avec les courbes de BEZIER à partir de 1996 de commencer à réaliser de façon unitaires artisanale, des turbines de pompes monoblocs très compliquées inconstructibles auparavant, en les créant d’abord à l’écran avec les courbes de BEZIER et ensuite en les faisant fabriquer en stéréo lithographie.
Poursuivant obstinément sa recherche et grâce à la découverte en 2006 d’un principe arithmétique CARPYZ dit des cinq paramètres (publication W02008/012425, demande de brevet PCT/FR2007/001 1267) , une nouvelle recherche a été poursuivie jusqu’à maintenant, pendant plus de 10 ans, par CARPYZ SAS Ingénierie créé en 2017.
La publication W02008 /012425 (PCT /2007/01 1267) décrit en détail le principe arithmétique dit des cinq paramètres bien connu de l'homme de métier qui s'informe continuellement des nouveautés techniques mondiale, qui est donc immédiatement instruit par cette publication W02008 /012425 , s'il n'est pas déjà parfaitement informé de ce principe.
Le principe dit des cinq paramètres permet de fabriquer une pale recto-verso en utilisant simultanément seulement cinq valeurs numériques au choix, à savoir des valeurs numériques respectivement pour 1 ) le bord d’attaque, 2) le bord de fuite, 3) le corps, 4) la longueur, et 5) la cambrure.
Elle a permis de découyrir et de fabriquer d’abord de façon instinctive, quelques spécimens basés sur le principe de la turbine PELTON. Par exemple, les publications de brevet FR 2 997 460 du 29.10.2012 et WO2014067823 (A1 ) décrivent des turbines orientent d'abord le fluide de façon tangentielle, par des canaux tout autour d'une roue creuse qui est fixe, et les jets sont reçus dans une roue rotative qui enveloppe la roue fixe, dans des godets selon le principe des roues des turbines Pelton. Ce procédé permet de construire des ensembles turbines capables de récupérer l'énergie des fluides en mouvement comme les éoliennes ou les hydroliennes avec une surface de captation minimum et un rendement maximum. .
En particulier, la publication WO2014067823 (A1 ) décrit une méthode connue de ce type utilisant le principe arithmétique CARPYZ dit des 5 paramètres, appliqué à une turbine comportant au moins deux roues 3D creuses emboîtées l'une dans l'autre dans laquelle , d'une part, une roue creuse fixe est ouverte à l'avant à l'entrée du fluide à son plus grand diamètre et est constituée de rondelles circulaires successives incurvées qui ont chacune leur diamètre intérieur qui décroit en allant de l'avant vers le centre et ont leur bord intérieur orienté vers l'avant et sont entrecroisées par des lames de préférence enroulées en spirale qui vont de l'avant vers le centre et forment avec les rondelles des canaux orientés de façon tangentielle vers la périphérie de la roue et, d'autre part au moins une roue rotative qui entoure la roue fixe est constituée de lames de préférence enroulées en spirale qui vont du grand diamètre vers le centre et sont incurvées en forme de godets creux dont l'un des becs est orienté de façon tangentielle à l'intérieur de cette roue et ces lames godet sont entrecroisées avec des rondelles circulaires qui vont de l'intérieur vers l'extérieur et cloisonnent les godets et les bords intérieurs de ces dites rondelles sont mis au mieux en continuité avec les rondelles de la roue fixe .
L'outil informatique industriel dit des cinq paramètres permet de générer facilement à la demande et à l'infini, des pales hélicoïdales de formes très complexes et fourni les fichiers informatiques pour les construire. L'homme de métier doit fournir toutes les valeurs numériques nécessaire au principe dit "des cinq paramètres" pour chaque élément décrit indépendamment. L'homme de métier a lui la compétence pour associer les éléments entre eux comme décrit.
Ce principe dit "des cinq paramètres" est un rare outil informatique industriel qui expose un principe de calcul sans références chiffrées.
Résumé de l’invention
En vue de l'amélioration de la poussée axiale, il est donc clair qu'on a besoin d'une méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré qui, dans une large mesure, permet de remédier aux insuffisances que l'on a rencontrées dans la technique antérieure. Un objectif de l'invention est de fournir une méthode qui permet de concevoir, de construire et de fabriquer des turbines avec les roues à cuillères à jet calibré CARPYZ, dont tous les éléments sont entièrement numérisés, et qui sont à la demande adaptées à tous les fluides, pour toutes les utilisations, et de toutes dimensions.
A cet effet, la méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré de l’invention est caractérisée par le fait que les squelettes des turbines présentés à l’écran permettent de les concevoir et ensuite de les fabriquer en toutes dimensions, en toutes matières et en toutes quantités, et ils sont construits à l’aide de lames conçues avec le principe arithmétique dit des cinq paramètres. Le squelette de la turbine est représenté à l’écran à l’aide de "fibres neutres virtuelles” qui sont par après habillées de matière, les turbines étant contenues sur toute leur longueur dans une enveloppe circulaire en principe légèrement bombée dont le diamètre sur la longueur évolue en fonction de son contenu. La longueur de cette enveloppe monobloc est montrée sur dessin et divisée en quatre zones coupées par des disques virtuels éphémères qui séparent chacune les zones selon les fonctions remplies à ces endroits, le bord avant de cette enveloppe étant très effilé où à la demande pourvu d’une bride Br pour permettre le raccordement à des installations. Ces quatre zones comprennent :
une première zone (1 ) d’introduction du fluide, espace vide ou occupé par des vantelles ou inducteurs, du type tire-bouchon, qui engendrent éventuellement une pré-rotation du fluide qui entre en une deuxième zone (2), un bouclier pointu écartant à l’arrivée la veine de fluide du centre, et la dirigeant en l’écartant vers la deuxième zone (2), la deuxième zone (2) ou se crée la rotation du fluide, dans des canaux qui s’enroulent en spirales et qui débouchent à l’arrière de la deuxième zone (2) en faisant tourner le fluide,
une troisième zone (3) ou se situe la roue rotative pourvue de cuillères à jets calibré qui captent l’énergie fournie par les jets de fluide qui sortent de la deuxième zone (2), et une quatrième zone (4) ou se situe un boîtier fixé à la chemise fixe de la turbine, placé après la roue rotative, qui contient des canaux qui orientent le fluide vers la sortie à l’arrière de la turbine, et
le fluide est conduit dès son arrivée dans la deuxième zone (2) par des canaux, contenus dans des tubes qui sont mis en continuité face à face, sur toute la longueur de la turbine.
Le principe dit des cinq paramètres permet donc de fabriquer une pale recto-verso en utilisant simultanément seulement cinq valeurs numériques au choix, à savoir des valeurs numériques respectivement pour 1 ) le bord d’attaque, 2) le bord de fuite, 3) le corps, 4) la longueur, et 5) la cambrure.
L'outil informatique industriel CARPYZ permet de générer facilement à la demande et à l'infini, des pales hélicoïdales de formes très complexes et fourni les fichiers informatiques pour les construire.
L'homme de métier spécialisé peut, en suivant pas à pas ce qui est décrit dans la demande, réaliser concrètement à l'écran les turbines de son choix , comme le fait le déposant, et fournir des fichiers qui permettent de les construire physiquement en additif partout dans le monde .
L'homme de métier doit fournir toutes les valeurs numériques nécessaire au principe dit "des cinq paramètres" pour chaque élément décrit indépendamment, dans la demande de brevet.
L'homme de métier a lui la compétence pour associer les éléments entre eux comme décrit dans la demande. Cette nouvelle invention s’affranchit de cette méthode en employant partout le principe des cinq paramètres précité qui permet de façon nouvelle une construction plus méthodique de l’ensemble des éléments constitutifs des turbines à cuillères à jet calibré de l’invention.
Selon l’invention on utilise "le principe arithmétique dit des cinq paramètres". Cette caractéristique se réfère à G outil informatique industriel de conception et fabrication assistée par ordinateur, qui a été développé par le demandeur de la présente demande. Toutefois, ce principe précis est accepté universellement et définit un principe ou une procédure standard qui est acceptée sur le plan international en tant que séquence particulière d'opérations standards.
L’intérêt de la méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré de l’invention est de pouvoir concevoir et fabriquer ses turbines, utilise son principe "dit des 5 paramètres” qui permet de créer des lignes courbes creuses et bombées à volonté en partant de seulement cinq valeurs numériques qui sont :
— une valeur pour le diamètre d’un cercle pour le bord d’attaque de la pale ,
— une valeur pour le diamètre d’un cercle pour le bord de fuite de la pale,
— une valeur pour le diamètre d’un cercle placé au centre de la pale pour son corps,
— une valeur pour la cambrure obtenue par la position relative des trois cercles précités entre eux,
— et une valeur pour la longueur de la pale.
Cette nouvelle invention montre comment sont construites les turbines à cuillères CARPYZ en utilisant des principes et lois géométriques et mathématiques connus, mais qui sont associés et employés simultanément où indépendamment de façons complémentaires. Chaque principe s’il est peut-être déjà connu individuellement par ailleurs, ne peut être considéré comme une opposition suffisante étant sorti du contexte global, les éléments de la roue monobloc étant tous dépendants les uns des autres.
Il a été découvert qu’en utilisant son principe arithmétique CARPYZ dit des 5 paramètres , qu’il est possible de concevoir, de construire et de fabriquer des turbines avec les roues à cuillères à jet calibré , dont tous les éléments sont entièrement numérisés, et qui sont à la demande adaptées à tous les fluides, pour toutes les utilisations, et de toutes dimensions Le dispositif est remarquable par le fait que les squelettes des turbines présentés à l’écran permettent de les concevoir et ensuite de les fabriquer en toutes dimensions, en toutes matières et en toutes quantités, et ils sont construits à l’aide de lames conçues avec le principe arithmétique CARPYZ des 5 paramètres (voir publication W02008/012425 , PCT/FR2007/001 1267) .
L’homme de métier aura donc toutes les informations disponibles par la référence au principe arithmétique "des cinq paramètres", qui est pas un terme descriptif bien connu par lui. Ce principe arithmétique connu "des cinq paramètres" permet à l'homme du métier de savoir concrètement comment la conception et la réalisation de la turbine avec ses première deuxième, troisième et quatrième zones doit être effectivement réalisée pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré de l’invention tel qu'énoncées dans les revendications . En tenant compte de la présente description et de ses connaissances techniques générales, y compris la connaissance spécifique de cet outil informatique industriel, l'homme du métier pourra aisément reproduire l'invention, i.e. de fabriquer les turbines revendiquées, avec les instructions et les informations qu'il peut dériver.
Préférentiellement, sauf s’ils sont pourvus de brides, les bords des tubes à l’entrée de la deuxième zone (2) et à la sortie des tubes de la quatrième zone (4) sont très effilés, et en ce que les bords des cuillères de la troisième zone (3) sont très effilés, les bords des tubes de la roue à cuillères et ceux des tubes qui l’entoure, ayant un même diamètre, étant plats et tournant l’un en face de l’autre.
Dans une réalisation préférée de l'invention, les canaux sont construits dans des tubes circulaires fixes de diamètre différents, qui sont contenus les uns dans les autres, et qui partent du devant de la deuxième zone (2) avec des bords effilés (3, FIG 4) et dont les diamètres sont évolutifs, ces tubes étant poursuivis face à face en concordance avec des tubes identiques contenus dans un caisson rotatif qui contient les cuillères, ces tubes rotatifs étant de nouveau poursuivis face à face en concordance avec les tubes fixes contenus dans le boîtier fixé à la chemise fixe de la turbine en quatrième zone (4).
Dans une réalisation préférée de l'invention, en partant de la face avant de la deuxième zone (2) , des lames radiales droites ou inclinées dont les bords sont effilés s’enroulent dans le sens choisi par le concepteur, en tournant en spirale vers l’arrière dans les tubes, en formant des canaux qui mettent le fluide en rotation , et le projettent dehors à la sortie par leur bords effilés, dans les cuillères , des lames radiales droites ou inclinées dont les bords sont effilés étant également contenues entre les tubes du boitier fixe de la quatrième zone (4) .
Dans une réalisation préférée de l'invention, la roue de la troisième zone (3) qui tourne, est construite avec des cuillères qui sont placés dans la roue entre ses tubes, les cuillères étant des portions de cercles ouvertes gueule bée, orientées pour leur gavage selon le sens de rotation décidé par le concepteur, les cuillères étant modifiables en changeant les valeurs de la largeur de la roue, leur inclinaison et leur profondeur, les résultats obtenus changeant avec le diamètre de la roue et avec le nombre de cuillères qui sont déterminés par le concepteur.
Préférentiellement, il est tiré une ligne droite virtuelle entre les deux bords de la cuillère et que sur cette ligne est pointé en son milieu un centre, et en ce que ,se référant à ce centre sont placés avec un différentiel en X, X, a, selon la volonté du concepteur, les centres de portions de cercle qui positionnent les bossages antagonistes qui vont étrangler le jet intérieur de la cuillère.
Dans une réalisation préférée de l'invention, en partant des bords de la bosse sont tirées par le concepteur, des lignes courbes qui vont rejoindre en le tangentant l’arrière de chaque cuillère qui les précèdent.
Préférentiellement, au centre des bosses un trou est percé sur toute la hauteur du caisson .
Dans une réalisation préférée de l'invention, le caisson rotatif de la roue cuillères est relié mécaniquement avec l’arbre de la turbine. A l’intérieur de la deuxième zone (2) sur l’arbre est placé un générateur électrique dont le stator est fixé avec l’intérieur de l’ensemble des canaux de mise en rotation du fluide, le rotor de ce générateur électrique étant fixé à l’arbre de la turbine et étant relié mécaniquement au stator par un palier/butée, lisse ou à billes, l’autre bout de l’arbre sortant de l’autre côté après la roue et permettant d’utiliser l’énergie mécanique produite avec des poulies ou des générateurs électriques maintenus par des supports reliés à l’enveloppe de la turbine.
Préférentiellement, la production d’électricité est faite par des dispositifs basés sur le principe des moteurs Brushless, en fixant des aimants tout autour à la périphérie de la roue à cuillères qui tourne , et en fixant les bobines, qui reçoivent les champs magnétique des aimants, qui sont placés en concordance à la périphérie sur l’enveloppe de la turbine en utilisant des éléments magnétiques et amagnétiques à faible rémanence.
Brève description des figures
Les dessins sont fournis à titre indicatif et sont schématisés et simplifiés afin d'illustrer au mieux les textes de la description et des revendications.
La figure 1 montre en exemple les cuillères qui peuvent être modifiées en changeant les valeurs de la largeur de la roue, leur inclinaison et leur profondeur ;
La figure 2 montre, partant des bords de la bosse sont tirées par le concepteur, des lignes courbes qui vont rejoindre à leur tangente l’arrière de chaque cuillère qui les précèdent;
La figure 3 montre en coupe une demie-turbine coupée à l’axe de l’arbre, divisée en quatre zones ;
La figure 4 montre le principe dit des 5 paramètres appliqué aux cuillères;
La figure 5 montre la génération à la demande des bossages en déplaçant la position des centres avec X, X, a, pour pouvoir modifier à volonté le canal de la cuillère qui conditionne le jet du fluide.
Description détaillée
Les Figures 1 à 5 sont fournies pour montrer schématiquement à titre d’exemple le principe de construction des turbines à cuillères à jet calibré, mais ne le limite en aucune manière aux dessins présentés. La figure 4 rappelle le principe arithmétique CARPYZ des 5 paramètres et montre que les bords (3) d’une cuillère peuvent-être très effilés car les diamètres employés avec l’ordinateur et obtenus avec les machines additives 3D, peuvent être extrêmement fins et pratiquement invisibles et coupants. Ce même dessin montre aussi que le bord du bout des tubes peut être plat.
Il est montré FIG 1 qu’il est possible de modifier à volonté la profondeur de creux de la cuillère et son angulation.
Il est montré FIG 5 qu’en déplaçant la position des centres avec X, X, a, il est généré à la demande des bossages et il peut donc être modifié à volonté le canal de la cuillère qui conditionne le jet du fluide La figure 3 montre en coupe une demie-turbine coupée à l’axe de l’arbre. L’entrée du fluide est fléchée à gauche du dessin et l’enveloppe circulaire en gras dont le bord peut être effilé dans le cas de prise de fluide ambiant, ou muni d’une bride (Br) pour son raccordement à une installation. Elle montre les canaux constitués des tubes concentriques et par les lames radiales. Elle montre aussi le caisson rotatif dont les tubes circulaires contiennent les cuillères, qui correspondent avec les tubes des canaux qui apportent le fluide. Elle montre aussi qu’après le caisson rotatif, est solidarisé un boîtier fixé à la chemise de la turbine, qui est construit avec des tubes qui sont en continuité face à face avec ceux de la roue à cuillères et qui contiennent aussi des entretoises radiales profilées qui orientent le fluide vers la sortie fléchée. Le caisson rotatif est solidarisé avec l’arbre qui fait tourner le rotor d’un générateur d’électricité contenu à l’intérieur de la turbine (PowE). La sortie externe à droite peut permettre d’utiliser l’énergie mécanique. (PowM).
La figure 1 montre qu’en utilisant les 5 paramètres il est possible d’orienter les cuillères et de changer leurs dimensions.
La figure 5 montre qu’un bossage est placé à l’intérieur de la cuillère et que le centre de ce bossage est décalé à la demande par rapport au centre de l’axe tiré entre les bords de la cuillère et permet de modifier l’importance du canal qui existe entre le bossage et le fond de la cuillère. La figure 2 montre les portions de courbes qui relient le bord avant du bossage à la tangente de la cuillère qui la précède. Il montre aussi un trou central oblong qui traverse le caisson.
La Figure 4 rappelle le principe dit des 5 paramètres. Comme on peut le voir en Figure 3, le squelette de la turbine est représenté à l’écran à l’aide de "fibres neutres virtuelles” qui sont après habillées de matière. Les turbines sont contenues sur toute leur longueur dans une enveloppe circulaire en principe légèrement bombée dont le diamètre sur la longueur évolue en fonction de son contenu. La longueur de cette enveloppe monobloc est montrée sur le dessin divisée en quatre zones coupées par des disques virtuels éphémères qui séparent chacune les zones selon les fonctions remplies à ces endroits.
Le bord avant de cette enveloppe est très effilé où à la demande pourvu d’une bride Br pour permettre le raccordement à des installations.
Ces quatre zones comprennent : une ZONE 1 d’introduction du fluide, espace vide ou occupé par des vantelles ou inducteurs, genre de tire-bouchon, qui engendrent éventuellement une pré-rotation du fluide qui entre en zone 2. FIG 3. Un bouclier pointu écarte à l’arrivée la veine de fluide du centre, et la dirige en l’écartant vers la zone 2. une ZONE 2 ou se crée la rotation du fluide, dans des canaux qui s’enroulent en spirales et qui débouchent à l’arrière de la zone 2 en faisant tourner le fluide. une ZONE 3 ou se situe la roue rotative pourvue de cuillères à jets calibré qui captent l’énergie fournie par les jets de fluide qui sortent de la zone 2, et une ZONE 4 ou se situe un boîtier fixé à la chemise fixe de la turbine, placé après la roue rotative, qui contient des canaux qui orientent le fluide vers la sortie à l’arrière de la turbine. Le fluide est conduit dès son arrivée zone 2 par des canaux, contenus dans des tubes qui sont mis en continuité face à face, sur toute la longueur de la turbine. Sauf s’ils sont pourvus de brides les bords des tubes à l’entrée de la zone 2 et à la sortie des tubes de la zone 4 sont très effilés. Les bords des cuillères de la zone 3 sont très effilés.
Les bords des tubes de la roue à cuillères et ceux des tubes qui l’entoure, ont un même diamètre, sont plats (FIG 4) et tournent l’un en face de l’autre. Les canaux sont construits dans des tubes circulaires fixes de diamètre différents, qui sont contenus les uns dans les autres, et qui partent du devant de la zone 2 avec des bords effilés (3 de FIG 4) et dont les diamètres sont évolutifs. Ces tubes sont poursuivis face à face en concordance avec des tubes identiques contenus dans un caisson rotatif qui contient les cuillères. Ces tubes rotatifs sont de nouveau poursuivis face à face en concordance avec les tubes fixes contenus dans le boîtier fixé à la chemise fixe de la turbine (zone 4).
La Figure 3 montre, en partant de la face avant de la zone 2, des lames radiales droites ou inclinées dont les bords sont effilés s’enroulent dans le sens choisi par le concepteur, en tournant en spirale vers l’arrière dans les tubes, en formant des canaux qui mettent le fluide en rotation , et le projettent dehors à la sortie par leur bords effilés, dans les cuillères .
Des lames radiales droites ou inclinées dont les bords sont effilés sont également contenues entre les tubes du boîtier fixe de la zone 4. La roue de la zone 3 qui tourne, est construite avec des cuillères qui sont placés dans la roue entre ses tubes. Les cuillères sont des portions de cercles ouvertes gueule bée, orientées pour leur gavage selon le sens de rotation décidé par le concepteur.
Comme on peut le voir en Figure 1 , les cuillères sont modifiées en changeant les valeurs de la largeur de la roue, leur inclinaison et leur profondeur . Les résultats obtenus changent avec le diamètre de la roue et avec le nombre de cuillères qui sont déterminés par le concepteur. Il est tiré une ligne droite virtuelle entre les deux bords de la cuillère et sur cette ligne est pointé en son milieu un centre.
Comme on peut le voir en Figure 5, se référant à ce centre sont placés avec un différentiel en X, X, a, selon la volonté du concepteur, les centres de portions de cercle qui positionnent les bossages antagonistes qui vont étrangler le jet intérieur de la cuillère.
La Figure 2 montre que, partant des bords de la bosse sont tirées par le concepteur, des lignes courbes qui vont rejoindre à leur tangente l’arrière de chaque cuillère qui les précèdent.
Au centre des bosses un trou est percé sur toute la hauteur du caisson. Le caisson rotatif de la roue cuillères est relié mécaniquement avec l’arbre de la turbine (FIG3).
A l’intérieur de la zone 2 sur l’arbre est placé un générateur électrique dont le stator est fixé avec l’intérieur de l’ensemble des canaux de mise en rotation du fluide. Le rotor de ce générateur électrique est fixé à l’arbre de la turbine et est relié mécaniquement au stator par un palier/butée, lisse ou à billes. L’autre bout de l’arbre sort de l’autre côté après la roue et permet d’utiliser l’énergie mécanique produite avec des poulies ou des générateurs électriques maintenus par des supports reliés à l’enveloppe de la turbine (FIG3).
La production d’électricité est faite par des dispositifs basés sur le principe des moteurs Brushless, en fixant des aimants tout autour à la périphérie de la roue à cuillères qui tourne , et en fixant les bobines, qui reçoivent les champs magnétique des aimants, qui sont placés en concordance à la périphérie sur l’enveloppe de la turbine en utilisant des éléments magnétiques et amagnétiques à faible rémanence.
La présente invention n'est en aucune manière limitée à la forme de réalisation décrite à titre d'exemple et représentée dans les figures. On pourra y apporter de nombreuses modifications de détails, de formes, et de dimensions sans sortir pour cela du cadre de l'invention. La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. Les numéros de référence dans les revendications ne limitent pas leur portée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré , caractérisée par le fait que les squelettes des turbines présentés à l’écran permettent de les concevoir et ensuite de les fabriquer en toutes dimensions, en toutes matières et en toutes quantités, et ils sont construits à l’aide de lames conçues avec le principe arithmétique dit des cinq paramètres,
le squelette de la turbine est représenté à l’écran à l’aide de "fibres neutres virtuelles” qui sont par après habillées de matière, les turbines étant contenues sur toute leur longueur dans une enveloppe circulaire en principe légèrement bombée dont le diamètre sur la longueur évolue en fonction de son contenu,
la longueur de cette enveloppe monobloc est montrée sur dessin et divisée en 4 zones coupées par des disques virtuels éphémères qui séparent chacune les zones selon les fonctions remplies à ces endroits, le bord avant de cette enveloppe étant très effilé où à la demande pourvu d’une bride Br pour permettre le raccordement à des installations, les quatre zones comprenant :
une première zone (1 ) d’introduction du fluide, espace vide ou occupé par des vantelles ou inducteurs, du type tire-bouchon, qui engendrent éventuellement une pré-rotation du fluide qui entre en une deuxième zone (2), un bouclier pointu écartant à l’arrivée la veine de fluide du centre, et la dirigeant en l’écartant vers la deuxième zone (2), la deuxième zone (2) ou se crée la rotation du fluide, dans des canaux qui s’enroulent en spirales et qui débouchent à l’arrière de la deuxième zone (2) en faisant tourner le fluide,
une troisième zone (3) ou se situe la roue rotative pourvue de cuillères à jets calibré qui captent l’énergie fournie par les jets de fluide qui sortent de la deuxième zone (2), et une quatrième zone (4) ou se situe un boîtier fixé à la chemise fixe de la turbine, placé après la roue rotative, qui contient des canaux qui orientent le fluide vers la sortie à l’arrière de la turbine, et
le fluide est conduit dès son arrivée dans la deuxième zone (2) par des canaux, contenus dans des tubes qui sont mis en continuité face à face, sur toute la longueur de la turbine.
2. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré qui sont construites selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que, sauf s’ils sont pourvus de brides, les bords des tubes à l’entrée de la deuxième zone (2) et à la sortie des tubes de la quatrième zone (4) sont très effilés, et en ce que les bords des cuillères de la troisième zone (3) sont très effilés, les bords des tubes de la roue à cuillères et ceux des tubes qui l’entoure, ayant un même diamètre, étant plats et tournant l’un en face de l’autre.
3. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré qui sont construites selon l’une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les canaux sont construits dans des tubes circulaires fixes de diamètre différents, qui sont contenus les uns dans les autres, et qui partent du devant de la deuxième zone (2) avec des bords effilés (3, FIG 4) et dont les diamètres sont évolutifs, ces tubes étant poursuivis face à face en concordance avec des tubes identiques contenus dans un caisson rotatif qui contient les cuillères, ces tubes rotatifs étant de nouveau poursuivis face à face en concordance avec les tubes fixes contenus dans le boîtier fixé à la chemise fixe de la turbine en quatrième zone (4) .
4. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré selon l’une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu’en partant de la face avant de la deuxième zone (2) , des lames radiales droites ou inclinées dont les bords sont effilés s’enroulent dans le sens choisi par le concepteur, en tournant en spirale vers l’arrière dans les tubes, en formant des canaux qui mettent le fluide en rotation , et le projettent dehors à la sortie par leur bords effilés, dans les cuillères , des lames radiales droites ou inclinées dont les bords sont effilés étant également contenues entre les tubes du boîtier fixe de la quatrième zone (4) .
5. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré selon l’une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la roue de la troisième zone (3) qui tourne, est construite avec des cuillères qui sont placés dans la roue entre ses tubes, les cuillères étant des portions de cercles ouvertes gueule bée, orientées pour leur gavage selon le sens de rotation décidé par le concepteur, les cuillères étant modifiables en changeant les valeurs de la largeur de la roue, leur inclinaison et leur profondeur, les résultats obtenus changeant avec le diamètre de la roue et avec le nombre de cuillères qui sont déterminés par le concepteur.
6. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré selon la revendication précédente, caractérisée par le fait qu’il est tiré une ligne droite virtuelle entre les deux bords de la cuillère et que sur cette ligne est pointé en son milieu un centre, et en ce que ,se référant à ce centre sont placés avec un différentiel en X, X, a, selon la volonté du concepteur, les centres de portions de cercle qui positionnent les bossages antagonistes qui vont étrangler le jet intérieur de la cuillère.
7. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré qui sont construites selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que partant des bords de la bosse sont tirées par le concepteur, des lignes courbes qui vont rejoindre en le tangentant l’arrière de chaque cuillère qui les précèdent.
8. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré qui sont construites selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu’au centre des bosses un trou est percé sur toute la hauteur du caisson .
9. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que le caisson rotatif de la roue cuillères est relié mécaniquement avec l’arbre de la turbine
à l’intérieur de la deuxième zone (2) sur l’arbre est placé un générateur électrique dont le stator est fixé avec l’intérieur de l’ensemble des canaux de mise en rotation du fluide, le rotor de ce générateur électrique étant fixé à l’arbre de la turbine et étant relié mécaniquement au stator par un palier/butée, lisse ou à billes, l’autre bout de l’arbre sortant de l’autre côté après la roue et permettant d’utiliser l’énergie mécanique produite avec des poulies ou des générateurs électriques maintenus par des supports reliés à l’enveloppe de la turbine.
10. Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré selon l’une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la production d’électricité est faite par des dispositifs basés sur le principe des moteurs Brushless, en fixant des aimants tout autour à la périphérie de la roue à cuillères qui tourne , et en fixant les bobines, qui reçoivent les champs magnétique des aimants, qui sont placés en concordance à la périphérie sur l’enveloppe de la turbine en utilisant des éléments magnétiques et amagnétiques à faible rémanence.
PCT/EP2019/057216 2018-03-28 2019-03-22 Méthode pour la conception et la fabrication de turbines à cuillères à jet calibré WO2019185470A1 (fr)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2019245914A AU2019245914A1 (en) 2018-03-28 2019-03-22 Method for designing and producing turbines having buckets with calibrated jets
RU2020135210A RU2020135210A (ru) 2018-03-28 2019-03-22 Способ проектирования и изготовления по заказу турбин, имеющих ковши с калиброванными струями
CN201980022887.5A CN111919024A (zh) 2018-03-28 2019-03-22 用于设计和制造具有带校准射流的戽的涡轮机的方法
EP19715014.7A EP3775529A1 (fr) 2018-03-28 2019-03-22 Méthode pour la conception et la fabrication de turbines à cuillères à jet calibré
US17/042,346 US20210017947A1 (en) 2018-03-28 2019-03-22 Method for designing and producing turbines having buckets with calibrated jets
CA3094024A CA3094024A1 (fr) 2018-03-28 2019-03-22 Methode pour la conception et la fabrication de turbines a cuilleres a jet calibre
SG11202008704PA SG11202008704PA (en) 2018-03-28 2019-03-22 Method for designing and fabricating on demand turbines having buckets with calibrated jets
BR112020019860-9A BR112020019860A2 (pt) 2018-03-28 2019-03-22 Método para projetar e fabricar turbinas sob demanda tendo recipientes com jatos calibrados
JP2020552715A JP2021519881A (ja) 2018-03-28 2019-03-22 噴射を較正する動翼を備えるタービンの設計及び製造方法
IL277558A IL277558A (en) 2018-03-28 2020-09-23 A method for the design and manufacture on demand of cupped turbines with calibrated jets

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU100749A LU100749B1 (fr) 2018-03-28 2018-03-28 Méthode pour la conception et la fabrication à la demande de turbines à cuillères à jet calibré
LULU100749 2018-03-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2019185470A1 true WO2019185470A1 (fr) 2019-10-03
WO2019185470A4 WO2019185470A4 (fr) 2019-11-21

Family

ID=62025911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/057216 WO2019185470A1 (fr) 2018-03-28 2019-03-22 Méthode pour la conception et la fabrication de turbines à cuillères à jet calibré

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20210017947A1 (fr)
EP (1) EP3775529A1 (fr)
JP (1) JP2021519881A (fr)
CN (1) CN111919024A (fr)
AU (1) AU2019245914A1 (fr)
BR (1) BR112020019860A2 (fr)
CA (1) CA3094024A1 (fr)
IL (1) IL277558A (fr)
LU (1) LU100749B1 (fr)
RU (1) RU2020135210A (fr)
SG (1) SG11202008704PA (fr)
WO (1) WO2019185470A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113868796B (zh) * 2021-09-28 2024-04-09 哈尔滨电机厂有限责任公司 一种冲击式水轮机水斗根部过渡自适应方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0334737A1 (fr) * 1988-03-24 1989-09-27 Pierre Carrouset Machine rotative à déplacement non positif, utilisable comme pompe, compresseur,propulseur, générateur ou turbine motrice
WO2005111413A1 (fr) * 2004-05-19 2005-11-24 Envision Corportion Projection pour rotor d'eolienne
WO2007011267A1 (fr) 2005-07-20 2007-01-25 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu 'dipo Lnye Struktury' Procede de stimulation de reactions biochimiques dans l'organisme humain, dispositif de traitement et de regeneration des tissus par ce procede et diode lumineuse destinee a ce dispositif
WO2008012425A2 (fr) 2006-07-24 2008-01-31 Pierre Carrouset Procede de configuration, de roues helices creuses et de leurs cages
FR2963842A1 (fr) * 2010-08-13 2012-02-17 Pierre Carrouset Procede de configuration pour la creation et la fabrication de propulseurs
FR2997460A1 (fr) 2012-10-29 2014-05-02 Carpyz Turbine comportant au moins 2 roues 3d creuse emboitees l'une dans l'autre

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1256715A1 (fr) * 2001-05-11 2002-11-13 VA TECH HYDRO GmbH & Co. Auget pour turbine Pelton
CN1930394A (zh) * 2004-03-18 2007-03-14 弗兰克·丹尼尔·洛特里翁特 涡轮和用于其的转子
CN102865177B (zh) * 2012-09-13 2015-08-26 沈阳市盛华特种铸造有限公司 一种组合式的冲击式水轮发电机转轮的结构及制造方法
US20140341709A1 (en) * 2012-11-19 2014-11-20 Innocent Hervé Yamodo Double impulse turbine system
CN109563800A (zh) * 2016-07-26 2019-04-02 纳特尔能源公司 线性水斗式水轮机

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0334737A1 (fr) * 1988-03-24 1989-09-27 Pierre Carrouset Machine rotative à déplacement non positif, utilisable comme pompe, compresseur,propulseur, générateur ou turbine motrice
WO2005111413A1 (fr) * 2004-05-19 2005-11-24 Envision Corportion Projection pour rotor d'eolienne
WO2007011267A1 (fr) 2005-07-20 2007-01-25 Obschestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu 'dipo Lnye Struktury' Procede de stimulation de reactions biochimiques dans l'organisme humain, dispositif de traitement et de regeneration des tissus par ce procede et diode lumineuse destinee a ce dispositif
WO2008012425A2 (fr) 2006-07-24 2008-01-31 Pierre Carrouset Procede de configuration, de roues helices creuses et de leurs cages
FR2963842A1 (fr) * 2010-08-13 2012-02-17 Pierre Carrouset Procede de configuration pour la creation et la fabrication de propulseurs
FR2997460A1 (fr) 2012-10-29 2014-05-02 Carpyz Turbine comportant au moins 2 roues 3d creuse emboitees l'une dans l'autre
WO2014067823A1 (fr) 2012-10-29 2014-05-08 Carpyz Sas Turbine comportant au moins deux roues 3d creuses emboîtées l'une dans l'autre

Also Published As

Publication number Publication date
BR112020019860A2 (pt) 2021-01-05
US20210017947A1 (en) 2021-01-21
AU2019245914A1 (en) 2020-10-01
CN111919024A (zh) 2020-11-10
SG11202008704PA (en) 2020-10-29
IL277558A (en) 2020-11-30
WO2019185470A4 (fr) 2019-11-21
LU100749B1 (fr) 2019-10-01
RU2020135210A (ru) 2022-04-28
JP2021519881A (ja) 2021-08-12
CA3094024A1 (fr) 2019-10-03
EP3775529A1 (fr) 2021-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0334737B1 (fr) Machine rotative à déplacement non positif, utilisable comme pompe, compresseur,propulseur, générateur ou turbine motrice
FR2535394A1 (fr) Turbine de travail a contre-rotation
FR2533977A1 (fr) Roue centrifuge a plusieurs etages
EP3719283B1 (fr) Pignon d'entrainement d'un séparateur air/huile d'un boitier d'accessoires de turbomachine
WO2019185470A1 (fr) Méthode pour la conception et la fabrication de turbines à cuillères à jet calibré
FR2782755A1 (fr) Turmomachine polyphasique a melange de phases ameliore et methode associee
FR2578287A1 (fr) Disques a aubes de grande stabilite pour pompes turbomoleculaires et procede de fabrication de tels disques
EP3775564B1 (fr) Méthode de conception, de construction et de fabrication de roue turbo,hélico,réacteur (thr)
FR2589957A1 (fr) Compresseur de fluide gazeux, associe a un separateur gaz-liquide
EP3129658B1 (fr) Dispositif de transfert de fluide et procede de fabrication de celui-ci
FR2626322A1 (fr) Roue a ailettes de compresseur centrifuge
CH703018A2 (fr) Système éolien d'entraînement d'un générateur par deux hélices contrarotatives.
FR2987655A1 (fr) Procede de conception et fabrication de propulseurs a turbine integree dans une helice
FR2846033A1 (fr) Machine tournante du type ou pompe de tesla
EP0287462A2 (fr) Procédé et dispositif de séparation centrifuge d'un mélange de plusieurs phases
BE1026455A1 (fr) Compresseur de turbomachine
CH346965A (fr) Roue de machine centrifuge munie d'un diffuseur
BE337934A (fr)
EP4296505A1 (fr) Eolienne à axe vertical et centrale d'énergie
FR2945584A1 (fr) Roue a aubes pour grande hauteur d'eau
WO2022079378A1 (fr) Système propulsif aéronautique ayant un rendement propulsif amélioré
BE448094A (fr)
BE430145A (fr)
FR2988145A1 (fr) Compresseur rotatif muni d'au moins un canal lateral
WO2011092432A2 (fr) Eolienne a venturi multiple

Legal Events

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

Ref document number: 19715014

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3094024

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020552715

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019245914

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20190322

Kind code of ref document: A

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112020019860

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019715014

Country of ref document: EP

Effective date: 20201028

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112020019860

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20200928