WO2021205414A2 - Perfectionnements aux rotors fluidiques à pales orientables - Google Patents

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WO2021205414A2
WO2021205414A2 PCT/IB2021/052999 IB2021052999W WO2021205414A2 WO 2021205414 A2 WO2021205414 A2 WO 2021205414A2 IB 2021052999 W IB2021052999 W IB 2021052999W WO 2021205414 A2 WO2021205414 A2 WO 2021205414A2
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WO
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rotor
blade
rotating
blades
main axis
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PCT/IB2021/052999
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Inventor
Arnaud Curutchet
Original Assignee
Adv Tech
Adv Propulse
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Publication date
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Priority to US17/995,726 priority Critical patent/US20230065477A1/en
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Publication of WO2021205414A2 publication Critical patent/WO2021205414A2/fr
Publication of WO2021205414A3 publication Critical patent/WO2021205414A3/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • 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
    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067—Cyclic movements
    • F03D3/068—Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H5/00—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water
    • B63H5/02—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of paddle wheels, e.g. of stern wheels
    • B63H2005/025—Arrangements on vessels of propulsion elements directly acting on water of paddle wheels, e.g. of stern wheels of Voith Schneider type
    • 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
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/72—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis parallel to the rotor centre line
    • 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

Definitions

  • the present invention relates generally to fluidic rotors, in particular rotors with blade movement of the trochoidal type.
  • Such rotors are known from documents WO2014006603A1, WO2016067251A1 and WO2017168359A1.
  • the present memorandum aims to bring a certain number of improvements to these rotors.
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said structure. rotating, and a mechanism associated with each blade and configured to control the variations in inclination of the associated blade as a function of the angular position of the rotating structure, this mechanism comprising a first element carrying a finger and a second element eccentric relative to the first and configured to channel the movements of the finger along an imposed trajectory, rotor characterized in that said trajectory is imposed by the translational movements of a carriage on one or more guides provided on the second element (PART 6).
  • the carriage is mounted on two rods. Also advantageously, the carriage is mounted on the guide or guides by means of sliding elements without play, in particular ball bushings.
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said structure.
  • said mechanism comprising for each blade a transmission in generally radial direction between a driving element rotating with the rotor and an element driven at eccentric at the level of the blade, characterized in that it comprises a means for varying the timing law by means of a central control comprising a control element able to move along the main axis and a set of return elements capable of generating a displacement of the driven elements respectively associated with each blade (PART 1).
  • Said displacement may in particular be a radial displacement with sequential control or a circumferential displacement with continuous control.
  • a nautical vehicle comprising a pair of main thrusters comprising counter-rotating rotors, each rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blades. axes of blades parallel to the main axis and defined by said rotating structure, and a mechanism for controlling the variations in inclination of said rotating structure as a function of its angular position so as to exert a thrust on the water in a determined direction , characterized in that means are provided for directing the thrusts of the two rotors in two generally opposite lateral directions in order to ensure braking of the vehicle (PART 2).
  • the machine may also optionally include at least one bow thruster and / or at least one secondary thruster.
  • a nautical vehicle comprising a pair of thrusters comprising counter-rotating rotors, each rotor comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of axes of parallel blades. to the main axis and defined by said rotating structure, and a mechanism for controlling the variations in inclination of said rotating structure as a function of its angular position so as to exert a thrust on the water in a determined direction, characterized in that there are provided thrust correction means capable of adjusting the direction thrust of each rotor on either side of a direction located along the main axis of the machine (PART 3).
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said blade. rotating structure, and a mechanism for controlling the variations in inclination of said rotating structure as a function of its angular position, characterized in that each blade is at least partially elastically deformable (PART 4).
  • each blade comprises a substantially non-deformable leading part and an elastically deformable trailing part.
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said structure.
  • a mechanism for controlling the variations in inclination of said rotating structure as a function of its angular position comprising in association with each blade a driven element synchronized with a corresponding driving element located on the axis of the rotor via a link closed on itself such as a toothed belt or a chain, characterized in that one of the elements is circular, and the other element is non-circular, with a number of notches or teeth identical to that of the circular element, so as to directly ensure the variations in angular position of the blades during the rotation of the rotating structure (PART 5).
  • the other element is elliptical.
  • the rotor may optionally include a tensioning device for the link.
  • the rotor may also optionally include a set of non-circular members of different aspect ratios, and a device for passing the link from one non-circular member to another.
  • This rotor can in particular equip a wind turbine or propel a nautical vehicle, individually or in pairs.
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said blade.
  • rotating structure and a mechanism associated with each blade for controlling the variations in inclination of said blade as a function of the angular position of said rotating structure, said mechanism comprising a set of generally radial transmissions between driving elements disposed adjacent to the level of the rotor axis and each of said mechanisms, characterized in that it further comprises a disengaging and resetting mechanism comprising a key capable of moving along the axis of the rotor relative to said driving elements (PART 7).
  • said disengaging mechanism comprises a key capable of selectively engaging directly with each of the driving elements and biased by elastic means acting along the axis of rotation of the rotor to sequentially engage with each of said driving elements. when they are rotated.
  • said disengaging mechanism comprises a primary key capable of selectively applying a set of secondary keys which are themselves resiliently biased in a direction transverse to the axis of the rotor and to come into engagement with the drive elements respectively. respective.
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said rotating structure, and means for controlling the variations in inclination of each blade as a function of the angular position of the rotor, characterized in that that said means comprise a set of individual actuators controlled not mechanically from the rotor to vary individually in a potentially adjustable and potentially program manner the variations in inclination of the associated blade (PART 8).
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said structure. rotating, and a mechanism for controlling the variations in inclination of said rotating structure as a function of its angular position, said mechanism comprising in association with each blade a driven element synchronized with a corresponding driving element located on the axis of the rotor via a link closed on itself such as a toothed belt or a chain, characterized in that it comprises a mechanism for maintaining the tension of each link (PARTS 9 AND 10).
  • said tension maintenance mechanism comprises a movable element in contact with said link and subjected to the centrifugal force generated by the rotation of the rotor (PART 9).
  • the tension maintenance mechanism comprises a movable element in contact with said link and subject to a movable member aimed at varying the maximum amplitude of the inclination variations of the associated blade (PART 10).
  • a nautical vehicle in particular a sailboat, comprising a motor coupled to a submerged steerable blade rotor, said rotor comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blades.
  • blade axes parallel to the main axis and defined by said rotating structure, and a mechanism for controlling variations in inclination of said structure rotating as a function of its angular position, characterized in that the rotor has a first operating mode as a thruster while being driven by the engine, and a second operating mode as a drift or rudder (PART 11).
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said blade.
  • rotating structure and a mechanism for controlling the variations in inclination of each blade as a function of the angular position of said rotating structure, each blade being mounted cantilever on said rotating structure, characterized in that it is provided devices for rapid mounting of the blades on rotating supports subject to said mechanism (PART 12).
  • each blade comprises a frame of non-circular cross section extending over a substantial part of its extent, said frame projecting from a longitudinal end of the blade for its mounting on a respective rotating support.
  • a rotor with orientable blades comprising a structure rotating around a main axis and comprising a set of blades rotating around a series of blade axes parallel to the main axis and defined by said blade.
  • rotating structure and a mechanism for controlling the variations in inclination of said rotating structure as a function of its angular position, said mechanism comprising in association with each blade a driven element synchronized with a driving element located on the axis of the rotor via a link closed on itself such as a toothed belt or a chain, characterized in that a single link is provided between a single driving element located on the axis of the rotor and said driven elements (PART 13).
  • FIG. 1A is a perspective view of a mechanism according to a first improvement
  • FIG. 1 B and 1C are perspective views from two different angles of a mechanism according to another embodiment of this first improvement
  • Fig. 2 is a schematic top view of a nautical vehicle comprising a second improvement
  • FIG. 3A and 3B are schematic top views of thrusters illustrating a third improvement
  • FIG. 4A and 4B are perspective views of a blade with a fourth improvement
  • FIG. 5 is a schematic plan view of a motion transmission according to a fifth improvement
  • Figs. 6A to 6C are respectively a front view, a profile view and a perspective view of a mechanism according to a sixth improvement
  • FIG. 7 A and 7B are perspective views of a mechanism according to a seventh improvement
  • FIGS. 7C and 7D are views in axial section of a mechanism according to another embodiment of this seventh improvement.
  • FIG. 8 is a schematic elevational view illustrating an eighth improvement
  • FIG. 9 is a perspective view of a mechanism according to a ninth improvement.
  • Figs. 10A to 10C are respectively an elevation view in a first state, an elevation view in a second state and a perspective view of a mechanism according to a tenth improvement
  • - Fig. 11 is a schematic side view of a boat with a thruster according to an eleventh improvement
  • - Fig. 12 is a perspective view of a base according to a twelfth improvement
  • - Fig. 13 is a front view of a transmission according to a thirteenth improvement.
  • forward speed 1 this is defined as the speed of the ship in relation to the speed seen by the blade in its rotation.
  • forward speed 1 this means that the ship is going twice as fast as the blade: in other words in these conditions the thruster turns very slowly to move the boat forward, resulting in reduced cavitation and a very low acoustic signature.
  • a thruster of 3m20 in diameter would turn at only 31 revolutions / min to move a ship at 25 knots (Nb: forward speed of 2.5).
  • Nb forward speed of 2.5.
  • This can be done manually or more advantageously with an automaton which will take as input: speed of the vessel, RPM of the thruster (s), consumption (power or couple).
  • the difficulty arises from the manner used to transmit the movement to the slit disc from the central axis of the control of the rotor. If belts or chains are used, it is necessary to be able to maintain an optimal tension which requires a servo-control of the tension system. In the case of gears, it is necessary to vary the position of the intermediate gear. In the case of an angular drive, it is possible to use a pinion with splines which can slide along the transmission shaft (see also later at the end of PART 10).
  • the second solution is simpler because by varying in an arc of a circle, we do not change the distance between the axis of rotation of the slit disc relative to the center of the thruster. It is therefore the latter solution that will be preferred.
  • a control axis 11 extending along the axis of the rotor is actuated in translation by an actuator (electrical, mechanical, pneumatic, hydraulic) not shown in this drawing.
  • the control axis is fixed in rotation and therefore does not rotate with the rotor. It adopts one of three defined positions: one neutral, one for raising the control law one notch, one for lowering the control law one notch.
  • This mechanism is designed in such a way that when the law of kinematics is adjusted, no force is exerted by this control axis.
  • the control shaft 11 is linked to a part 12, for example by means of bearings or thrust ball bearings.
  • This part 12 rotates at the same time as the rotor.
  • it actuates via a pallet 12a a fork 13 via a pair of rollers 13a.
  • This fork 13 drives, via a link 14, a lever 15.
  • This lever 15 actuates a ratchet wheel 16a integral in rotation with a stabilization disc 16b provided with peripheral hollows and on which a wheel 17a rests. carried by a plate 17 and maintained under pressure by a spring 18.
  • the function of this latter element is to stabilize the angular position of an axis 19 without reaction to the upstream control.
  • the axis 19 ends with a ball screw 19a which makes it possible to move in translation a plate 19b on which the various members at the end of the arm are fixed (slotted disc in the case of document WO2017168359A1). To raise or lower the control law from a maximum angle to a minimum angle, the control axis 11 must be moved several times in the appropriate direction.
  • FIG. 1A illustrates the case of a single-arm rotor, but the mechanism could be reused in a cassette rotor.
  • this mechanism is inspired by the mechanical control systems for the pitch of helicopter anti-torque rotors.
  • a fork 151 actuated by an actuator via a link 152.
  • the fork 151 allows through rollers 153a to translate a control shaft 153 which rotates with the rotor.
  • a part 154 At the end of this control pin 153 is fixed a part 154 on which are fixed the ends of two rods 155. The other ends of these rods are fixed to "L" shaped references 156 pivoting on integral axes 156a. of the rotor.
  • part 156 assumes an oblique orientation, thereby shortening the distance in the circumferential direction between the clip on link 155 and finger 157a.
  • the shaft 156a attached to the rotor passes through an oblong slot in the cassette 158 to allow this movement.
  • FIG. 3B thus illustrates an optimum setting for a given operating point which shows a slight pinching (of a few degrees) of the timing laws so as to optimally direct the flows generated by the thrusters, compared to the case of FIG. 3A where there is no pinch.
  • divergent directions can be provided for slow speeds, and convergent directions for high speeds.
  • the angle of convergence / divergence can also be adjusted depending on the level of disturbance acceptable to the aquatic environment, or the maneuverability of the vessel.
  • the rotor blades have at least part of their extent an elastic deformability in bending so that their profile can be deformed. This makes it easier to unhook the trickles of water and significantly increase the aero- or hydrodynamic performance of the blades.
  • This deformability can be achieved by using a homogeneous elastically deformable material for the blades, in which case their thinner thickness as one approaches the trailing edge makes them more easily deformable in this region.
  • This arrangement improves the fluidity of operation, limits the mechanical stresses applied to the blades and improves efficiency.
  • Figs. 4A and 4B illustrate (the view of FIG. 4B being in semi-transparency) an exemplary embodiment of a semi-deformable blade P: only the region of the trailing edge PF of the blade is made of a deformable material (eg. : rubber, reinforced or not).
  • this flexible part can be threaded via a dovetail 41 in an additional forge 42 provided at the rear of the leading part PA of the blade, which is rigid. Bonding can also be considered if the materials allow it.
  • the location of the transition zone between these two parts can be chosen depending on the application, and will typically be between 1/3 and 2/3 of the length of the blade between the leading edge and the trailing edge.
  • Reference 43 designates an armature of the blade, embedded in the attack part PA. PART 5 - All applications - maximum blade angle control without eccentric
  • FIG. 5 there is illustrated a control of the tilting of the satellite or nacelle associated with each blade no longer by an eccentric movement, but by a non-slip transmission (chain, toothed belt, etc., designated by the reference 51) in which one of the pinions 52 is circular, and the other pinion 53 is non-circular - for example ovoid or elliptical, with a number of teeth or notches identical to that of the circular pinion.
  • One of the pinions is on the main axis of the rotor, without the possibility of rotation, while the other pinion (satellite) is directly in mesh with the axis of the blade.
  • a chain or belt tensioner is provided to compensate for variations in the development of the chain / belt in its area of contact with the non-circular pinion when the latter rotates.
  • the non-circular pinion 53 can either be on the axis of the rotor or be the satellite.
  • each finger may be provided with a play compensation function, for example by comprising a series of elements held together by a cage and elastically urged outwards by an elastic means such as a spring. .
  • the groove or slot C described in document WO2017168359A1 is replaced by a carriage 62 with linear movement on which the finger 64, equivalent to the finger D of WO2017168359A1, is pivotally mounted.
  • This carriage 62 is here slidably mounted on two rods 61 preferably by means of elements 63 with little or no play such as bearings or ball bushings.
  • the finger 64 is mounted eccentrically on a crank pin 65 functionally corresponding to the disk B of document WO2017168359A1.
  • the finger 64 is guided along a rectilinear path.
  • a different path can be provided by changing the shape of the guide rods 61.
  • a linear actuator such as an electric actuator acts on a rod which allows the key to be disengaged, as will be seen in detail below.
  • the actuator When reset is decided, the actuator returns to its initial position. It does not pull on the central rod directly but through a spring which allows the key to exert pressure on the first pulley to be re-engaged.
  • a cam roller or any other sliding element promoting the sliding of the key on the surface of the pulley.
  • the pulley of the first blade can be reset according to the wind, but it may be preferable to activate the mechanism for controlling the orientation of the rotor according to the orientation of the wind (yaw actuator) to make the central yaw control (pulley support part) several successive turns and thus ensure the passage of the key in the groove of the respective pulley.
  • This rearming procedure implies that there is a sufficient level of wind to keep each blade, and therefore its associated axial pulley, in a given position while the central part supporting the key rotates thanks to the yaw actuator).
  • the control spring is calibrated in such a way that the successive rearming of the various axial pulleys is carried out until the machine is completely rearmed.
  • Figs. 7A and 7B illustrate a particular embodiment of this security and reset system.
  • An actuator 71 controls in translation the assembly an assembly E consisting of parts 72, 73 and 74.
  • the assembly E is locked in rotation by a part 75 which slides in a slot connected to the body of the base of the rotor (not shown). here).
  • the assembly E drives in translation a safety rod 76 which forms at its free end a key 77 which is housed in or out of housings made in the axial pulleys of the rotor and which allows or not to block them in rotation.
  • the mechanisms are disengaged, the pulleys are free to rotate and the blades also become free to rotate, which allows in particular feathering in the event of excessive wind.
  • the assembly E acts on the rod 76 by means of a compression spring 74.
  • the actuator yaw rotates a central piece 78 of the rotor which holds the pulleys until the key is sequentially aligned with the associated pulley housings.
  • the key is then shifted step by step, by a step equal to a pulley thickness, and this successively until all the pulleys are reset in rotation.
  • Figs. 7C and 7D illustrate another system for blocking the pulleys.
  • This mechanism is similar to a clutch system with indexing of the elements to be blocked, here the pulleys.
  • It includes a primary key 701 having here three housings 701a which make it possible to release or retain three indexing fingers 702 forming secondary keys. These are arranged to be able to be housed in grooves formed in the respective pulleys P.
  • Fig. 7C it removes the fingers 702 from the pulley housings
  • Fig. 7D it frees the fingers 702 which tend to press thanks to the respective springs 704 towards the inside of the pulleys.
  • friction elements such as washers made of material of the type used for vehicle brake pads.
  • This control can be electromechanical, with an actuator individually controlling, for example, the position of the axis of the slot element in relation to the axis of the finger element according to the mechanism of WO2017168359A1.
  • the power supply of such an actuator, as well as the control instructions which can be implemented by carrier currents, can be conveyed (reference 83) by means of sliding contacts at the level of the main axis 84 of the rotor.
  • a toothed belt transmission between central pinion and satellite pinion is advantageous in particular from the point of view of simplicity and cost, and on large rotor dimensions.
  • This increase in tension can be achieved, for example, by a weight device subjected to centrifugal force and exerting on a tensioning member a displacement that is all the greater as the speed of rotation is high.
  • Fig. 9 illustrates an example of this mechanism.
  • a tension maintaining pulley 91 is applied to the belt 96 while being mounted on a plate 92 which pivots on a pin 93 fixed on an arm 94 of the rotor.
  • a weight 95 At the end of the plate 92 is mounted a weight 95. It is understood that with the increase in the rotational speed of the rotor, the weight formed by this weight 95 generates a force directed towards the outside of the rotor under the effect of centrifugal force, which makes it possible to increase the pressure of the tension pulley 91 on the belt 96.
  • the various parameters are determined so as to ensure a satisfactory level of tensioning.
  • the slotted disc is fixed on the pulley 101 located at the end of the arm, in engagement with the belt 101a.
  • This pulley 101 is mounted via ball bearings on an eccentric 102. It is understood that by rotating this eccentric, the distance from the axis of rotation of the slotted disc to the axis of the blade represented by the slotted disc is modified.
  • a control rod 104 actuated by a mechanism as described in the present application or in one of the documents WO2014006603A1, WO2016067251 A1 and WO2017168359A1, can be moved in translation. This control rod 104 makes it possible, via a link 105, to adjust the angular position of the eccentric.
  • a second link 106 which according to this embodiment is fixed on the same axis as the link 105, to rotate a plate 107 which pivots about an axis 108 and which maintains a tensioner roller 109.
  • the geometry of the various members is determined so that the roller 109 maintains a satisfactory tension of the belt 101a whatever the angular adjustment of the eccentric.
  • the translational offset of the slotted disc should ideally be do on a spoke of the rotor.
  • the connecting pin between the central bevel gear and the bevel gear on the planet gear side is then splined on the planet gear side at the meshing of the slotted disc. This allows the translational movement, along a radius of the rotor, of the plate supporting the slotted disc and the bevel pinion by sliding on the spline of the connecting shaft.
  • Document WO2016067251 A1 describes the use of a rotor in propulsion mode to propel a drone or marine craft, and in generator mode when the craft is moored, to generate electricity on board by exploiting sea currents.
  • the blades 111 can be either free so as to immediately adapt to the orientation of the aquatic flow while minimizing the drag, or kept fixed and preferably in the axis of the boat 112, with their leading edge towards the bow, so as to generate a keel or centreboard effect.
  • Another possibility is to orient the blades by slaving them on the rudder (in the case where the rotor is towards the rear of the boat) so as to assist the boat during tacking to give them an auxiliary rudder function. .
  • a mechanism can be provided allowing easy replacement of a broken or damaged blade.
  • each blade structure thus comprises an axis forming an overhanging frame (not shown) which is inserted into a sleeve 123 formed in a plate 122 associated with the respective blade, the plates being rotatably mounted in a support structure 121.
  • connection in translation in the direction of the axis can be carried out by any mechanical means such as keying, clipping, screwing, or any combination of these solutions.
  • the rotational connection is here achieved by giving the axis of the armature of the blade and its housing a non-circular cross section, here oblong.
  • the angular position of the rotor is adjusted to its neutral position (pitch angle at 0 °) so that the axes of the blades are aligned with the axes of the slotted discs.
  • FIG. 13 there is illustrated an embodiment where a set of three belts respectively connecting three central pulleys integral in rotation with the axis of the rotor (except disarming) to three satellite pulleys, is replaced by a single belt 131 ensuring the engagement a single axial pulley 132 with three satellite pulleys 133 respectively associated with the tilt variation mechanisms of three blades (not shown).
  • a rotor according to one of the documents WO2014006603A1, WO2016067251 A1 and WO2017168359A1 or according to one of the improvements of this specification can be used for a manned vehicle or not, submerged or not.
  • a submerged vehicle of generally tapered shape it is possible to provide several rotors having axes of rotation arranged in a star in a plane transverse to the direction of movement.

Landscapes

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Abstract

On propose un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d'un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d'une série d'axes de pales parallèles à l'axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme associé à chaque pale et configuré pour commander les variations d'inclinaison de la pale associée en fonction de la position angulaire de la structure tournante, ce mécanisme comprenant un premier élément (65) portant un doigt (64) et un second élément excentré par rapport au premier et configuré pour canaliser les mouvements du doigt selon une trajectoire imposée. Selon l'invention, ladite trajectoire est imposée par les déplacements en translation d'un chariot (62) sur un ou plusieurs guides (61) prévus sur le second élément.

Description

Titre : Perfectionnements aux rotors fluidiques à pales orientables Domaine de l’invention
La présente invention concerne d’une façon générale les rotors fluidiques, notamment les rotors à mouvement de pales de type trochoïdal. Etat de la technique
On connaît par les documents W02014006603A1, WO2016067251A1 et WO2017168359A1 de tels rotors.
Le présent mémoire vise à apporter un certain nombre de perfectionnements à ces rotors.
Résumé de l’invention
On propose selon un premier aspect un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme associé à chaque pale et configuré pour commander les variations d’inclinaison de la pale associée en fonction de la position angulaire de la structure tournante, ce mécanisme comprenant un premier élément portant un doigt et un second élément excentré par rapport au premier et configuré pour canaliser les mouvements du doigt selon une trajectoire imposée, rotor caractérisé en ce que ladite trajectoire est imposée par les déplacements en translation d’un chariot sur un ou plusieurs guides prévus sur le second élément (PARTIE 6).
Avantageusement, le chariot est monté sur deux tiges. Avantageusement également, le chariot est monté sur le ou les guides par l’intermédiaire d’éléments de coulissement sans jeu, en particulier de douilles à billes.
On propose selon un deuxième aspect un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de des pales en fonction de la position angulaire de ladite structure, selon une loi de calage, ledit mécanisme comprenant pour chaque pale une transmission en direction généralement radiale entre un élément entraînant tournant avec le rotor et un élément entraîné à excentrique au niveau de la pale, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen pour faire varier la loi de calage à l’aide d’une commande centrale comprenant un élément de commande apte à se déplacer le long de l’axe principal et un ensemble d’éléments de renvoi aptes à générer un déplacement des éléments entraînés respectivement associés à chaque pale (PARTIE 1).
Ledit déplacement peut être notamment un déplacement radial à commande séquentielle ou un déplacement circonférentiel à commande continue.
On propose selon un troisième aspect un engin nautique, comprenant une paire de propulseurs principaux comprenant des rotors contrarotatifs, chaque rotor à pales orientables comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire de manière à exercer sur l’eau une poussée dans une direction déterminée, caractérisé en ce qu’il est prévu des moyens pour orienter les poussées des deux rotors dans deux directions latérales généralement opposées en vue d’assurer un freinage de l’engin (PARTIE 2).
L’engin peut comprendre en outre optionnellement au moins un propulseur d’étrave et/ou au moins un propulseur secondaire.
On propose selon un quatrième aspect un engin nautique, comprenant une paire de propulseurs comprenant des rotors contrarotatifs, chaque rotor comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire de manière à exercer sur l’eau une poussée dans une direction déterminée, caractérisé en ce qu’il est prévu des moyens de correction de poussée aptes à ajuster la direction de poussée de chaque rotor de part et d’autre d’une direction située selon l’axe principal de l’engin (PARTIE 3).
Selon un cinquième aspect, on propose un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, caractérisé en ce chaque pale est au moins partiellement élastiquement déformable (PARTIE 4).
Avantageusement mais facultativement, chaque pale comprend une partie d’attaque essentiellement non déformable et une partie de fuite élastiquement déformable.
On propose selon un sixième aspect un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, ledit mécanisme comprenant en association avec chaque pale un élément entraîné synchronisé avec un élément entraînant correspondant situé sur l’axe du rotor via un lien fermé sur lui-même tel qu’une courroie crantée ou une chaîne, caractérisé en ce que l’un des éléments est circulaire, et l’autre élément est non circulaire, avec un nombre de crans ou de dents identique à celui de l’élément circulaire, de manière à assurer directement les variations de position angulaire des pales lors de la rotation de la structure tournante (PARTIE 5).
Avantageusement mais facultativement, l’autre élément est elliptique. Le rotor peut comprendre optionnellement un dispositif tendeur pour le lien.
Le rotor peut également facultativement comprendre un ensemble d’éléments non circulaires de rapports d’allongement différents, et un dispositif pour faire passer le lien d’un élément non circulaire à un autre.
Ce rotor peut notamment équiper une éolienne ou propulser un engin nautique, individuellement ou en paire.
Selon un septième aspect, on propose un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme associé à chaque pale pour commander les variations d’inclinaison de ladite pale en fonction de la position angulaire de ladite structure tournante, ledit mécanisme comprenant un ensemble de transmissions généralement radiales entre des éléments entraînants disposés de façon adjacente au niveau de l’axe du rotor et chacun desdits mécanismes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un mécanisme de débrayage et de réarmement comprenant une clé apte à se déplacer selon l’axe du rotor par rapport auxdits éléments entraînants (PARTIE 7).
Dans un premier mode possible, ledit mécanisme de débrayage comprend une clé apte à venir sélectivement en prise directement avec chacun des éléments entraînants et sollicitée par un moyen élastique agissant selon l’axe de rotation du rotor pour séquentiellement venir en prise avec chacun desdits éléments entraînants lorsqu’ils sont entraînés en rotation.
Dans un deuxième mode possible, ledit mécanisme de débrayage comprend une clé primaire apte à sélectivement solliciter un ensemble de clés secondaires elles-mêmes sollicitées élastiquement dans une direction transversale à l’axe du rotor et à venir respectivement en prise avec les éléments d’entraînement respectifs.
On propose par ailleurs un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et des moyens pour commander les variations d’inclinaison de chaque pale en fonction de la position angulaire du rotor, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un ensemble d’actionneurs individuels commandés non mécaniquement à partir du rotor pour faire varier individuellement de façon potentiellement ajustable et potentiellement programme les variations d’inclinaison de la pale associée (PARTIE 8).
On propose selon un neuvième aspect un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, ledit mécanisme comprenant en association avec chaque pale un élément entraîné synchronisé avec un élément entraînant correspondant situé sur l’axe du rotor via un lien fermé sur lui-même tel qu’une courroie crantée ou une chaîne, caractérisé en ce qu’il comprend un mécanisme de maintien en tension de chaque lien (PARTIES 9 ET 10).
Dans une implémentation, ledit mécanisme de maintien en tension comprend un élément mobile en contact avec ledit lien et assujetti à la force centrifuge générée par la rotation du rotor (PARTIE 9).
Dans une autre implémentation, le mécanisme de maintien en tension comprend un élément mobile en contact avec ledit lien et assujetti à un organe mobile visant à faire varier l’amplitude maximale des variations d’inclinaison de la pale associée (PARTIE 10).
On propose selon un dixième aspect un engin nautique, notamment voilier, comprenant moteur couplé à un rotor à pales orientables immergé, ledit rotor comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, caractérisé en ce que rotor possède un premier mode de fonctionnement en propulseur en étant entraîné par le moteur, et un second mode de fonctionnement en dérive ou gouvernail (PARTIE 11).
Selon un onzième aspect il est proposé un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de chaque pale en fonction de la position angulaire de ladite structure tournante, chaque pale étant montée en porte-à-faux sur ladite structure tournante, caractérisé en ce qu’il est prévu des dispositifs de montage rapide des pales sur des supports tournants assujettis audit mécanisme (PARTIE 12).
Avantageusement mais facultativement, chaque pale comprend une armature de section transversale non circulaire s’étendant sur une partie substantielle de son étendue, ladite armature débordant à une extrémité longitudinale de la pale pour son montage sur un support tournant respectif.
Enfin on propose selon un treizième aspect un rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, ledit mécanisme comprenant en association avec chaque pale un élément entraîné synchronisé avec un élément entraînant situé sur l’axe du rotor via un lien fermé sur lui-même tel qu’une courroie crantée ou une chaîne, caractérisé en ce qu’il est prévu un lien unique entre un élément entraînant unique situé sur l’axe du rotor et lesdits éléments entraînés (PARTIE 13).
Brève description des dessins
D’autres aspects, buts et avantages des inventions apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de formes de réalisation préférées, donnée à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés. Sur les dessins :
- la Fig. 1A est une vue en perspective d’un mécanisme selon un premier perfectionnement,
- les Figs. 1 B et 1C sont des vues en perspective selon deux angles différents d’un mécanisme selon une autre forme de réalisation de ce premier perfectionnement,
- la Fig. 2 est une vue schématique de dessus d’un engin nautique comportant un deuxième perfectionnement,
- les Figs. 3A et 3B sont des vues schématiques de dessus de propulseurs illustrant un troisième perfectionnement,
- les Figs. 4A et 4B sont des vues en perspective d’une pale avec un quatrième perfectionnement,
- la Fig. 5 est une vue en plan schématique d’une transmission de mouvement selon un cinquième perfectionnement,
- les Figs. 6A à 6C sont respectivement une vue de face, une vue de profil et une vue en perspective d’un mécanisme selon un sixième perfectionnement,
- les Figs. 7 A et 7B sont des vues en perspective d’un mécanisme selon un sep-tième perfectionnement,
- les Figs. 7C et 7D sont des vues en coupe axiale d’un mécanisme selon une autre forme de réalisation de ce septième perfectionnement,
- la Fig. 8 est une vue en élévation schématique illustrant un huitième perfectionnement,
- la Fig. 9 est une vue en perspective d’un mécanisme selon un neuvième perfectionnement,
- les Figs. 10A à 10C sont respectivement une vue en élévation dans un premier état, une vue en élévation dans un deuxième état et une vue en perspective d’un mécanisme selon un dixième perfectionnement,
- la Fig. 11 est une vue de côté schématique d’une embarcation avec un propulseur selon un onzième perfectionnement, - la Fig. 12 est une vue en perspective d’une embase selon un douzième perfectionnement, et
- la Fig. 13 est une vue de face d’une transmission selon un treizième perfectionnement.
Description détaillée de formes de réalisation préférées Partie 1 - Mode propulsion - variation loi de calage
Le document WO2017168359A1 , dont le contenu est incorporé ici par référence, décrit la possibilité de faire varier la loi de calage d’un rotor utilisé en mode propulseur en fonction de la vitesse. L’angle de calage est défini par la direction de l’axe avant/arrière de la pale par rapport à la tangente au mouvement circulaire de la pale.
Il est tout d’abord nécessaire d’introduire la notion de vitesse d’avancement l : celle ci-est définie telle que la vitesse du navire par rapport à la vitesse que voit la pale dans sa rotation. Plus l’angle de calage est élevé, plus la poussée est élevée, plus la vitesse d’avancement est faible. Plus l’angle de calage diminue, moins la poussée est forte, mais plus la vitesse d’avancement augmente, avec également le rendement. Par exemple avec un calage de 10° on peut approcher des rendements de 80% à des vitesses d’avancement l de 2,5 : cela veut dire que le navire va deux fois plus vite que la pale : en d’autres termes dans ces conditions le propulseur tourne très lentement pour faire avancer le bateau, ce qui permet d’avoir une cavitation réduite et une signature acoustique très faible. A titre d’exemple un propulseur de 3m20 de diamètre tournerait à seulement 31 tours/min pour faire avancer un navire à 25Nds (Nb : vitesse d’avancement de 2,5). En comprendra aisément qu’il est particulièrement pertinent de pouvoir piloter en temps réel le calage du propulseur car cela permet d’optimiser le fonctionnement et la consommation : calage élevé dans les phases de démarrage du navire (ou de décollage sur un avion ou sur un VTOL) pour maximiser la poussée, et calage plus faible pour aller chercher la vitesse. Ceci peut être réalisé manuellement ou plus avantageusement avec un automate qui prendra comme entrée : vitesse du navire, RPM du/des propulseurs, consommation (puissance ou couple). Enfin le fait de pouvoir mettre le pitch à zéro permet d’effacer au maximum les pales, ce qui permet par exemple dans une application propulseur sur voilier de moins freiner le voilier en navigation, tout en gardant une possibilité de directivité car chaque pale se transforme ainsi en gouvernail (on peut avoir le pitch à zéro mais on conserve la commande de direction - voir également partie 11).
Rappelons que le réglage du pitch en temps réel est très pertinent dans l’application récupération d’énergie, pour par exemple réguler la puissance dans l’application éolienne jusqu’à gérer les situations de tempête. On connaît le fait que plus l’angle de calage est important (par exemple 50°) et plus le rendement (Cp : coefficient de performance) est élevé avec un TSR (Tip Speed Ratio : définit la vitesse de rotation du rotor versus la vitesse du vent) proche de 1. Plus l’angle de calage est faible et plus le Cp diminue, avec le TSR. Comme sur des éoliennes à hélices classiques à pas variable, il est donc très pertinent, une fois atteinte la puissance maximale de la génératrice, de diminuer l’angle de calage de manière à réguler la puissance jusqu’à la vitesse de débrayage, typiquement située à 25 m/s.
Pour réaliser la commande de calage en temps réel, il faut pouvoir faire varier la position du disque à fente (cf. WO2017168359A1) par rapport à l’axe de rotation de la pale. Lorsque ces axes sont alignés le calage est à 0°. Plus on les éloigne l’un de l’autre et plus l’angle de calage augmente. On préfère faire varier la position de l’axe de rotation du disque à fente.
Ceci peut se faire comme décrit dans WO2017168359A1 soit selon un rayon du rotor, soit via une variation grâce à un excentrique en bout de bras (ces deux premières solutions étant les plus adaptées pour des rotors de grand diamètre), soit selon un arc de cercle, solution préférée sur des rotors de plus petit diamètre, par exemple pour les propulseurs de navires.
Dans le premier cas la difficulté vient de la manière utilisée pour transmettre le mouvement au disque à fente depuis l’axe central de commande du rotor. Si l’on utilise des courroies, ou des chaînes, il faut pouvoir maintenir une tension optimale ce qui passe par un asservissement du système de tension. Dans le cas d’engrenages, il est nécessaire de faire varier la position de l’engrenage intermédiaire. Dans le cas d’une commande à renvoi d’angle il est possible d’utiliser un pignon avec cannelures qui peut glisser le long de l’arbre de transmission (voir également plus loin en fin de PARTIE 10).
La deuxième solution est plus simple car en faisant varier selon un arc de cercle, on ne modifie pas la distance entre l’axe de rotation du disque à fente par rapport au centre du propulseur. C’est donc cette dernière solution qui sera préférée.
On va maintenant décrire deux approches.
A - approche mécanique de type séquentielle
En référence à la Fig. 1A, on va décrire un mécanisme inspiré des commandes séquentielles de boîtes de vitesses de motocyclettes. Un axe de commande 11 s’étendant le long de l’axe du rotor est actionné en translation par un actionneur (électrique, mécanique, pneumatique, hydraulique) non représenté sur ce dessin. L’axe de commande est fixe en rotation et ne tourne donc pas avec le rotor. Il adopte l’une parmi trois positions définies : une neutre, une pour monter d’un cran la loi de commande, une pour descendre d’un cran la loi de commande. Ce mécanisme est conçu de telle manière que lorsque la loi de cinématique est réglée, aucun effort n’est exercé par cet axe de commande. L’axe de commande 11 est lié à une pièce 12 par exemple l’intermédiaire de roulements ou de butées à billes. Cette pièce 12 tourne en même temps que le rotor. Pour chaque mécanisme de pale, elle actionne via une palette 12a une fourchette 13 par l’intermédiaire d’une paire de galets 13a. Cette fourchette 13 entraîne par l’intermédiaire d’une biellette 14 un levier 15. Ce levier 15 actionne une roue à cliquet 16a solidaire en rotation d’une galette de stabilisation 16b dotée de creux périphériques et sur laquelle vient s’appuyer une roulette 17a portée par une platine 17 et maintenue en pression par un ressort 18. Ce dernier élément a pour fonction de stabiliser la position angulaire d’un axe 19 sans réaction sur la commande en amont. L’axe 19 se termine par une vis à bille 19a qui permet de faire bouger en translation une platine 19b sur laquelle on vient fixer les différents organes en bout de bras (disque à fente dans le cas du document WO2017168359A1). Pour monter ou descendre la loi de commande d’un angle maximum à un angle minimum il faut déplacer plusieurs fois l’axe de commande 11 dans la direction adéquate.
On notera que la Fig. 1A illustre le cas d’un rotor à un bras mais le mécanisme pourrait être réutilisé dans un rotor à cassette.
B - Approche mécanique en prise directe - rotor à cassette
En référence aux Figs. 1 B et 1C, ce mécanisme est inspiré des systèmes de commandes mécaniques de pas des rotors anti-couple des hélicoptères. En haut du rotor on voit une fourchette 151 actionnée par un actuateur via une biellette 152. La fourchette 151 permet par l’intermédiaire de galets 153a de déplacer en translation un axe de commande 153 qui tourne avec le rotor. A l’extrémité de cet axe de commande 153 est fixée une pièce 154 sur laquelle se fixent les extrémités de deux biellettes 155. Les autres extrémités de ces biellettes sont fixées à des renvois en forme de « L » 156 pivotant sur des axes 156a solidaires du rotor. Sur les autres extrémités de ces renvois en « L » sont fixées des biellettes 157 qui comportent des doigts respectifs permettant de de faire tourner de quelques degrés par rapport au corps du rotor la cassette 158 qui maintien les trains d’engrenages ainsi que les disques à fente des commandes d’inclinaison des pales.
Plus précisément, en soulevant l’axe 153, la pièce 156 prend une orientation oblique, raccourcissant ainsi la distance dans le sens circonférentiel entre l’attache sur la biellette 155 et le doigt 157a. L’axe 156a fixé au rotor traverse une fente oblongue de la cassette 158 pour autoriser ce mouvement.
En faisant varier de quelques degrés cette cassette dans le corps du rotor, on comprend aisément que l’on fait varier la distance entre les axes de rotations des disques à fentes et les axes de rotation des pales qui eux sont figés dans le corps du rotor.
PARTIE 2 - Mode propulsion - freinage et stabilisation L’homme du métier s’attendrait à ce que, pour freiner un navire propulsé par une paire de rotors de type trochoïdal, la commande des rotors soit inversée pour qu’ils exercent conjointement une poussée vers l’avant du navire. Or, en référence à la Fig. 2, il a été découvert de façon inattendue qu’un freinage d’une bonne efficacité pouvait être obtenu non pas en dirigeant les flux vers l’avant, mais vers les côtés, le rotor gauche RG réalisant une poussée vers la gauche, de préférence dans un angle compris entre 60 et 120° à gauche par rapport à l’axe du navire, et le rotor droit RD réalisant une poussée identique vers la droite. Cette approche permet en outre de sensiblement limiter les contraintes appliquées aux pales de chaque rotor.
Un freinage classique en dirigeant les flux vers l’avant est également possible. Il est aussi intéressant en termes de réactivité car il n’est pas nécessaire d’inverser le sens rotation du propulseur comme sur une hélice classique sans pas variable.
La présence de deux rotors (voir de deux ou plusieurs paires de rotors) permet par ailleurs de commander la propulsion de chaque rotor à des fins de stabilisation du navire en cours de navigation, notamment pour limiter son roulis en évitant le recours à une quille anti-roulis.
PARTIE 3 - Mode propulsion - orientation optimale du flux
L’homme du métier s’attendrait à ce qu’en propulsion avec une paire de rotors contrarotatifs, la poussée soit optimale si les deux rotors exercent une poussée sur le milieu liquide dans deux directions parallèles l’une à l’autre, selon l’axe du bateau.
Il peut être pertinent d’utiliser pour les deux rotors deux directions de poussée non parallèles. Ces directions peuvent être soit divergentes, soit parallèles, soit encore convergentes.
Des simulations montrent que pour un point de fonctionnement donné, le flux n’est pas orienté parfaitement dans le sens de la marche du navire. La Fig. 3B illustre ainsi un réglage optimum pour un point de fonctionnement donné qui montre un léger pincement (de quelques degrés) des lois de calage de manière à diriger de manière optimale les flux générés par les propulseurs, par rapport au cas de la Fig. 3A où il n’existe pas de pincement.
Dans une approche, on peut prévoir des directions divergentes pour les vitesses lentes, et des directions convergentes pour les vitesses rapides. On peut aussi ajuster l’angle de convergence/divergence en fonction du niveau de perturbation acceptable pour le milieu aquatique, ou encore de la manœuvrabilité du navire.
PARTIE 4 - Toutes applications - pales déformables élastiquement
Selon ce perfectionnement, les pales du rotor présentent au moins sur une partie de leur étendue une déformabilité élastique en flexion de manière à ce que leur profil puisse se déformer. Ceci permet de mieux de décrocher les filets d’eau et d’augmenter sensiblement les performances aéro- ou hydrodynamiques des pales.
Cette déformabilité peut être obtenue en utilisant un matériau élastiquement déformable homogène pour les pales, auquel cas leur épaisseur plus faible à mesure qu’on s’approche du bord de fuite les rend plus facilement déformables dans cette région. Cette disposition permet d’améliorer la fluidité du fonctionnement, de limiter les contraintes mécaniques appliquées aux pales et d’améliorer le rendement.
Les Figs. 4A et 4B illustrent (la vue de la Fig. 4B étant en semi- transparence) un exemple de réalisation d’une pale P semi-déformable : seule la région du bord de fuite PF de la pale est réalisée dans un matériau déformable (ex : caoutchouc, armé ou non). Selon un mode de réalisation cette partie souple peut être enfilée via une queue d’aronde 41 dans une forge complémentaire 42 prévue à l’arrière de la partie d’attaque PA de la pale, rigide. Un collage peut être également envisagé si les matériaux le permettent.
L’emplacement de la zone de transition entre ces deux parties peut être choisi en fonction de l’application, et sera typiquement situé entre 1/3 et 2/3 de la longueur de la pale entre bord d’attaque et bord de fuite.
La référence 43 désigne une armature de la pale, noyée dans la partie d’attaque PA. PARTIE 5 - Toutes applications - commande de l’angle maximal des pales sans excentrique
En référence à la Fig. 5, on a illustré une commande du basculement du satellite ou nacelle associé à chaque pale non plus par un mouvement à excentrique, mais par une transmission sans glissement (à chaîne, à courroie crantée, etc., désignée par la référence 51) dans laquelle l’un des pignons 52 est circulaire, et l’autre pignon 53 est non circulaire - par exemple ovoïde ou elliptique, avec un nombre de dents ou de crans identique à celui du pignon circulaire. L’un des pignons est sur l’axe principal du rotor, sans possibilité de rotation, tandis que l’autre pignon (satellite) est directement en prise avec l’axe de la pale. On comprend que lors de la rotation du rotor, le basculement de la pale est provoqué par la différence de parcours angulaire du pignon satellite par rapport au pignon central, liée au fait que le rayon local de l’un des pignons varie continûment tandis que le rayon local de l’autre pignon reste toujours constant.
Si nécessaire, on prévoit un tendeur de chaîne ou de courroie, pour compenser les variations du développé de la chaîne/de la courroie dans sa zone de contact avec le pignon non circulaire lorsque celui-ci tourne.
On réalise une commande de l’angle des pales particulièrement simple et économique.
Le pignon non circulaire 53 peut soit être sur l’axe du rotor, soit être le satellite.
Cette approche nécessite que la circonférence de l’ellipse et la circonférence du cercle soient strictement identiques pour ne pas créer une désynchronisation de la cinématique (par exemple, avec une transmission à chaîne ou à courroies, en prévoyant le même nombre de dents ou crans sur les deux éléments).
Elle offre pour principal avantage la simplicité en termes de nombre de pièces, dans le cas où une loi de calage constante est appropriée. On comprend que plus le rapport d’allongement de l’ellipse est petit, moins la loi de calage aura un angle important, et inversement. On peut prévoir en complément, par exemple en s’inspirant des dérailleurs de bicyclettes, de pouvoir passer d’un pignon elliptique à un autre de rapport d’allongement différent pour faire varier la loi de calage.
PARTIE 6 - Toutes applications - compensation des jeux du mécanisme à doigt et fente
Dans le document WO2017168359A1 , il peut survenir, notamment du fait de l’usure, un jeu entre chaque doigt et la fente dans laquelle il coulisse, créant notamment des à-coups dans le mouvement des pales. Pour y remédier, on prévoit que chaque doigt soit doté d’une fonction de compensation de jeu, par exemple en comportant une série d’éléments retenus ensemble par une cage et sollicités élastiquement vers l’extérieur par un moyen élastique tel qu’un ressort.
Alternativement et en référence aux Figs. 6A-6C, la gorge ou fente C décrite dans le document WO2017168359A1 est remplacée par un chariot 62 à déplacement linéaire sur lequel est monté pivotant le doigt 64 équivalent du doigt D de WO2017168359A1 .
Ce chariot 62 est ici monté coulissant sur deux tiges 61 de préférence par l’intermédiaire d’éléments 63 à jeu faible ou nul tels que des coussinets ou des douilles à billes. Le doigt 64 est monté de façon excentrée sur un maneton 65 correspondant fonctionnellement au disque B du document WO2017168359A1 .
Dans la réalisation illustrée, le doigt 64 est guidé selon une trajectoire rectiligne. On peut prévoir une trajectoire différente en changeant la forme des tiges de guidage 61 .
PARTIE 7 - Mise en sécurité et réarmement
Le document WO2017168359A1 décrit une mise en drapeau avec mécanisme de gorge et de clé actionnable de façon électromécanique ou purement mécanique, libérant ainsi totalement les pales en rotation et neutralisant ainsi le fonctionnement de la machine.
On propose ici un dispositif permettant la mise en sécurité du rotor et son réarmement automatique, basé sur une clé automatique de verrouillage/déverrouillage opérant entre l’arbre du rotor et chaque poulie (ou pignon dans le cas d’une transmission par chaîne ou engrenages) disposée sur l’axe du rotor et permettant la commande de variation d’inclinaison de la pale respective.
Lorsque la mise en sécurité doit être actionnée, par exemple en cas de vent dépassant un seuil pour les applications éoliennes, un actuateur linéaire tel un vérin électrique agit sur une tige qui permet de désengager la clef, comme on va le voir en détail plus loin.
Lorsque le réarmement est décidé, l’actuateur retourne dans sa position initiale. Il ne tire pas sur la tige centrale directement mais par l’intermédiaire d’un ressort ce qui permet à la clef d’exercer une pression sur la première poulie à réengager. Selon un mode de réalisation on peut agencer un galet de came ou tout autre élément glissant favorisant le glissement de la clef sur la surface de la poulie. La poulie de la première pale peut se réarmer au gré du vent, mais il peut être préférable d’activer le mécanisme de pilotage de l’orientation du rotor en fonction de l’orientation du vent (actuateur de lacet) pour faire réaliser à la commande centrale de lacet (pièce support des poulies) plusieurs tours successifs et assurer ainsi le passage de la clef dans la gorge de la poulie respective. Cette procédure de réarmement implique qu’il y a un niveau de vent suffisant pour maintenir chaque pale, et donc sa poulie axiale associée, dans une position donnée tandis que la partie centrale supportant la clef tourne grâce à l’actuateur de lacet). Le ressort de commande est taré de telle manière que les réarmements successifs des différentes poulies axiales soit réalisé jusqu’à réarmer complètement la machine.
Les Figs. 7A et 7B illustrent un mode réalisation particulier de ce système de mise en sécurité et de réarmement. Un actionneur 71 commande en translation l’ensemble un ensemble E constitué des pièces 72, 73 et 74. L’ensemble E est bloqué en rotation par une pièce 75 qui coulisse dans une fente liée au corps de l’embase du rotor (non représenté ici). L’ensemble E entraîne en translation une tige de sécurité 76 qui forme à son extrémité libre une clef 77 qui vient se loger ou se sortir de logements réalisés dans les poulies axiales du rotor et qui permet ou non de les bloquer en rotation. Ainsi lorsque la clé est dégagée, les mécanismes sont débrayés, les poulies sont libres en rotation et les pales deviennent également libres en rotation, ce qui permet notamment une mise en drapeau en cas de vent excessif.
Dans l’autre sens, pour le réarmement, l’ensemble E agit sur la tige 76 par l’intermédiaire d’un ressort de compression 74. Ainsi, quand ce ressort est comprimé, la procédure de réarmement peut être enclenchée : l’actuateur de lacet fait tourner une pièce centrale 78 du rotor qui maintient les poulies jusqu’à ce que la clef se retrouve au droit, séquentiellement, des logements de poulie associés. La clef se décale alors pas-à-pas, d’un pas égal à une épaisseur de poulie, et ceci successivement jusqu’à ce que toutes les poulies soient réarmées en rotation.
Les Figs. 7C et 7D illustrent un autre système de blocage des poulies. Ce mécanisme s’apparente à un système d’embrayage avec indexation des éléments à bloquer, ici les poulies. Il comprend une clef primaire 701 possédant ici trois logements 701a qui permettent de libérer ou de retenir trois doigts d’indexation 702 formant clés secondaires. Ceux-ci sont agencés pour pouvoir se loger dans des rainures formées dans les poulies respectives P. Selon la position de la clef : dans un cas (Fig. 7C) elle retire les doigts 702 des logements des poulies, dans l’autre cas (Fig. 7D) elle libère les doigts 702 qui ont tendance à appuyer grâce à des ressorts respectifs 704 en direction de l’intérieur des poulies. Entre chaque paire de poulies sont prévus avantageusement des éléments de friction tels que des rondelles en matériau du type utilisé pour des plaquettes de freins de véhicule.
Lorsque la clef est en position débrayage elle décomprime totalement un ressort d’extrémité, qui permet ainsi à chaque poulie d’être libre par rapport aux autres. Lorsque la procédure de réarmement est enclenchée, la clef descend dans un premier temps suffisamment pour libérer les doigts. La procédure de réarmement avec l’actuateur de lacet est alors lancée de manière à faire passer la pièce centrale 701 qui maintient les doigts 702 en face des rainures des poulies. Une fois cette étape passée la clef est tirée à sa position d’embrayage en comprimant à ce moment le ressort, ce qui permet de solidariser l’ensemble. L’avantage de cette solution réside dans le fait que les efforts lors du fonctionnement ne passent plus par la clef et ses logements dans ses poulies, ce qui permet d’entrevoir une fiabilité accrue.
PARTIE 8 - Déport de la commande de pitch en bout de bras
Alors que dans WO2016067251 A1 et WO2017168359A1 , la commande de variation d’angle maximal de des pales s’effectue de façon commune à partir d’une action centrale, (typiquement par commande angulaire autour de l’axe principal du rotor WO2017168359A1), on réalise ici une commande de variation d’angle maximal individuelle 82 à l’extrémité de chaque bras 81 .
Cette commande peut être électromécanique, avec un actionneur commandant individuellement par exemple la position de l’axe de l’élément à fente par apport à l’axe de l’élément à doigt selon le mécanisme de WO2017168359A1 .
L’alimentation électrique d’un tel actionneur, de même que les instructions de commande qui peuvent être mises en œuvre par courants porteurs, peuvent être véhiculés (référence 83) grâce à des contacts glissants au niveau de l’axe principal 84 du rotor. Alternativement, on peut prévoir une transmission d’énergie sans fil par couplage magnétique si la puissance électrique nécessaire de la commande satellitaire le permet.
Avec une telle commande individuelle, il devient possible d’engendrer une loi de commande de l’inclinaison de la pale 85 quelconque, notamment programmable, notamment afin d’optimiser le rendement de la machine tant en mode générateur qu’en mode propulseur.
PARTIE 9 - Transmission par courroie - maintien de la tension de la courroie
Une transmission par courroie crantée entre pignon central et pignon satellite est intéressante notamment sur le plan de la simplicité et du coût, et sur de grandes dimensions de rotors. Toutefois, à mesure que la vitesse augmente, il peut être nécessaire d’augmenter la tension de la courroie qui peut commencer à avoir des battements indésirables. Cette augmentation de tension peut être réalisée par exemple par un dispositif à masselotte soumis à la force centrifuge et exerçant sur un organe de mise en tension un déplacement d’autant plus grand que la vitesse de rotation est élevée.
La Fig. 9 illustre un exemple de ce mécanisme. Une poulie de maintien de tension 91 est appliquée sur la courroie 96 en étant montée sur une platine 92 qui pivote sur un axe 93 fixé sur un bras 94 du rotor. Au bout de la platine 92 est monté un poids 95. On comprend qu’avec l’augmentation de la vitesse de rotation du rotor, la masselotte constituée par ce poids 95 génère un effort dirigé vers l’extérieur du rotor sous l’effet de la force centrifuge, ce qui permet d’augmenter la pression de la poulie de tension 91 sur la courroie 96. Les différents paramètres sont déterminés de manière à assurer un niveau de mise en tension satisfaisant.
PARTIE 10 - Transmission par courroie - réglage de l’inclinaison maximale des pales
Comme on a pu le voir ci-dessus et dans le document WO2017168359A1 , il est nécessaire, pour réaliser une variation de la loi de commande de calage des pales en temps réel, de faire varier la distance entre l’axe de rotation de la pale et l’axe de rotation du disque à fente ou son équivalent. Il paraît compliqué de faire varier le point de rotation de la pale sur le rotor, aussi on s’intéresse à faire varier la position du disque à fente et son équivalent. Dans ce cas la distance entre la poulie centrale de commande et la poulie en extrémité de bras varie, ce qui cause une détente de la courroie (ou de la chaîne) lorsque cette distance diminue. On décrit ici en référence aux Figs. 10A-10C un système permettant de pallier cette difficulté. Le disque à fente est fixé sur la poulie 101 située en bout de bras, en prise avec la courroie 101a. Cette poulie 101 est montée via des roulements à billes sur un excentrique 102. On comprend qu’en faisant tourner cet excentrique, on modifie la distance de l’axe de rotation du disque à fente avec l’axe de la pale représenté par l’axe 103. Une tige de commande 104, actionnée par un mécanisme tel que décrit dans la présente demande ou dans l’un des documents W02014006603A1 , WO2016067251 A1 et WO2017168359A1, peut être déplacée en translation. Cette tige de commande 104 permet par l’intermédiaire d’une biellette 105 de régler la position angulaire de l’excentrique. Mais elle permet également via une seconde biellette 106, qui selon ce mode de réalisation est fixée sur le même axe que la biellette 105, de faire pivoter une platine 107 qui pivote autour d’un axe 108 et qui maintient un galet tendeur 109. La géométrie des différents organes est déterminée pour que le galet 109 maintienne une tension satisfaisante de la courroie 101a quel que soit le réglage angulaire de l’excentrique.
On peut selon un mode de réalisation alternatif prévoir un dispositif tendeur automatique à ressort fixé sur la platine 107 ou alors un dispositif tendeur fixé directement sur le bras.
Dans le cas on l’on retient une version à renvois d’angles coniques (cf. Fig. 8B du document W02014006603A1) en lieu et place d’un mécanisme à courroies et poulies, le décalage en translation du disque à fente doit idéalement se faire sur un rayon du rotor. L’axe de liaison entre le pignon conique central et le pignon conique du côté satellite est alors cannelé du côté satellite au niveau de l’engrènement du disque à fente. On permet ainsi le déplacement en translation, selon un rayon du rotor, de la platine supportant le disque à fente et le pignon conique par glissement sur la cannelure de l’arbre de liaison.
PARTIE 11 - Utilisation mixte en application nautique
Le document WO2016067251 A1 décrit l’usage d’un rotor en mode propulsion pour propulser un drone ou embarcation marine, et en mode générateur lorsque l’embarcation est amarrée, pour générer de l’électricité à bord en exploitant les courants marins. En référence à la Fig. 11, lors de la navigation à la voile, les pales 111 peuvent être soit libres de façon à s’adapter immédiatement à l’orientation du flux aquatique en minimisant la traînée, soit maintenues fixes et de préférence dans l’axe du bateau 112, avec leur bord d’attaque vers la proue, de manière à générer un effet de quille ou de dérive. Une autre possibilité encore est d’orienter les pales en les asservissant sur le gouvernail (dans le cas où le rotor est vers l’arrière du bateau) de manière à assister le bateau lors des virements de bord pour leur donner une fonction de gouvernail auxiliaire.
PARTIE 12 - Remplacement des pales
Selon un aspect avantageux on peut prévoir un mécanisme permettant le remplacement facile d’une pale cassée ou détériorée.
Ceci s’applique particulièrement au montage des pales en porte-à-faux, que ce soit en mode génération ou en mode propulsion.
En référence à la Fig. 12, chaque structure de pale comprend ainsi un axe formant armature débordant (non représenté) qui vient s’insérer dans un fourreau 123 formé dans une platine 122 associée à la pale respective, les platines étant montées à rotation dans une structure support 121.
La solidarisation en translation selon la direction de l’axe peut être effectuée par tout moyen mécanique tel que clavetage, clippage, vissage, ou toute combinaison de ces solutions. La solidarisation en rotation est ici réalisée en donnant à l’axe d’armature de la pale et à son logement une section transversale non circulaire, ici oblongue.
Selon un mode de réalisation on peut prévoir que les disques à fente qui entraînent les pales (cf. document WO2017168359A1) possèdent des axes creux, une trappe de visite étant aménagée au-dessus du rotor de manière à pouvoir passer une clef de manière à visser un écrou qui maintient un axe fileté prolongeant l’axe de pale de section oblongue. Préalablement, on ajuste la position angulaire du rotor sur sa position neutre (angle de calage à 0°) de manière à ce que les axes de pales soient alignés avec les axes des disques à fente.
PARTIE 13 - Courroie ou chaîne unique
En référence à la Fig. 13, on a illustré une forme de réalisation ou un ensemble de trois courroies reliant respectivement trois poulies centrales solidaires en rotation de l’axe du rotor (sauf désarmement) à trois poulies satellites, est remplacé par une courroie unique 131 assurant la mise en prise d’une poulie axiale unique 132 avec trois poulies satellites 133 respectivement associées aux mécanismes de variation d’inclinaison de trois pales (non représentées).
Une telle approche permet de diminuer l’encombrement axial de la partie de commande du rotor.
Bien entendu les différentes inventions décrites ci-dessus et représentées sur les dessins peuvent faire l’objet de nombreuses modifications et variantes. Par ailleurs, les différentes inventions peuvent être combinées ensemble par l’homme du métier, ces combinaisons devant être considérées comme faisant partie de la présente description.
Par ailleurs, en application de propulsion, un rotor selon l’un des documents W02014006603A1, WO2016067251 A1 et WO2017168359A1 ou selon l’un des perfectionnements du présent mémoire peut être utilisé pour un engin habité ou non, immergé ou non. Pour un engin immergé de forme généralement fuselée, on peut prévoir plusieurs rotors ayant des axes de rotation agencés en étoile dans un plan transversal à la direction de déplacement. Pour un engin à foils, on peut intégrer un rotor dans un foil en lui donnant une largeur appropriée.

Claims

Revendications
1. Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme associé à chaque pale et configuré pour commander les variations d’inclinaison de la pale associée en fonction de la position angulaire de la structure tournante, ce mécanisme comprenant un premier élément (65) portant un doigt (64) et un second élément excentré par rapport au premier et configuré pour canaliser les mouvements du doigt selon une trajectoire imposée, rotor caractérisé en ce que ladite trajectoire est imposée par les déplacements en translation d’un chariot (62) sur un ou plusieurs guides (61) prévus sur le second élément.
2. Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que le chariot est monté sur deux tiges (61).
3. Rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le chariot est monté sur le ou les guides (61) par l’intermédiaire d’éléments de coulissement sans jeu (63), en particulier de douilles à billes.
4. Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de des pales en fonction de la position angulaire de ladite structure, selon une loi de calage, ledit mécanisme comprenant pour chaque pale une transmission en direction généralement radiale entre un élément entraînant tournant avec le rotor et un élément entraîné à excentrique au niveau de la pale, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen pour faire varier la loi de calage à l’aide d’une commande centrale comprenant un élément de commande apte à se déplacer le long de l’axe principal et un ensemble d’éléments de renvoi aptes à générer un déplacement des éléments entraînés respectivement associés à chaque pale.
5. Rotor selon la revendication 4, caractérisé en ce ledit déplacement est un déplacement radial à commande séquentielle.
6. Rotor selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit déplacement est un déplacement circonférentiel à commande continue.
7. Engin nautique, comprenant une paire de propulseurs principaux comprenant des rotors contrarotatifs, chaque rotor à pales orientables comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire de manière à exercer sur l’eau une poussée dans une direction déterminée, caractérisé en ce qu’il est prévu des moyens pour orienter les poussées des deux rotors dans deux directions latérales généralement opposées en vue d’assurer un freinage de l’engin.
8. Engin selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un propulseur d’étrave.
9. Engin selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu’il comprend en outre au moins un propulseur secondaire.
10. Engin nautique, comprenant une paire de propulseurs comprenant des rotors contrarotatifs, chaque rotor comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire de manière à exercer sur l’eau une poussée dans une direction déterminée, caractérisé en ce qu’il est prévu des moyens de correction de poussée aptes à ajuster la direction de poussée de chaque rotor de part et d’autre d’une direction située selon l’axe principal de l’engin.
11 . Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, caractérisé en ce chaque pale est au moins partiellement élastiquement déformable.
12. Rotor selon la revendication 11 , caractérisé en ce que chaque pale comprend une partie d’attaque essentiellement non déformable et une partie de fuite élastiquement déformable.
13. Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, ledit mécanisme comprenant en association avec chaque pale un élément entraîné (53) synchronisé avec un élément entraînant (52) correspondant situé sur l’axe du rotor via un lien (51) fermé sur lui-même tel qu’une courroie crantée ou une chaîne, caractérisé en ce que l’un (52) des éléments est circulaire, et l’autre élément (53) est non circulaire, avec un nombre de crans ou de dents identique à celui de l’élément circulaire, de manière à assurer directement les variations de position angulaire des pales lors de la rotation de la structure tournante.
14. Rotor selon la revendication 13, caractérisé en ce que l’autre élément (53) est elliptique.
15. Rotor selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif tendeur pour le lien.
16. Rotor selon l’une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble d’éléments non circulaires (53) de rapports d’allongement différents, et un dispositif pour faire passer le lien d’un élément non circulaire à un autre.
17. Éolienne, caractérisée en ce qu’elle comprend un rotor selon l’une des revendications 13 à 16.
18. Engin nautique, caractérisé en ce qu’il comprend une paire de propulseurs comprenant chacun un rotor selon l’une des revendications 13 à 16.
19. Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme associé à chaque pale pour commander les variations d’inclinaison de ladite pale en fonction de la position angulaire de ladite structure tournante, ledit mécanisme comprenant un ensemble de transmissions généralement radiales entre des éléments entraînants disposés de façon adjacente au niveau de l’axe du rotor et chacun desdits mécanismes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un mécanisme de débrayage et de réarmement comprenant une clé apte à se déplacer selon l’axe du rotor par rapport auxdits éléments entraînants.
20. Rotor selon la revendication 19, caractérisé en ce que ledit mécanisme de débrayage comprend une clé apte à venir sélectivement en prise directement avec chacun des éléments entraînants et sollicitée par un moyen élastique agissant selon l’axe de rotation du rotor pour séquentiellement venir en prise avec chacun desdits éléments entraînants lorsqu’ils sont entraînés en rotation.
21 . Rotor selon la revendication 19, caractérisé en ce que ledit mécanisme de débrayage comprend une clé primaire apte à sélectivement solliciter un ensemble de clés secondaires elles-mêmes sollicitées élastiquement dans une direction transversale à l’axe du rotor et à venir respectivement en prise avec les éléments d’entraînement respectifs.
22. Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et des moyens pour commander les variations d’inclinaison de chaque pale en fonction de la position angulaire du rotor, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent un ensemble d’actionneurs individuels commandés non mécaniquement à partir du rotor pour faire varier individuellement de façon potentiellement ajustable et potentiellement programme les variations d’inclinaison de la pale associée.
23. Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, ledit mécanisme comprenant en association avec chaque pale un élément entraîné synchronisé avec un élément entraînant correspondant situé sur l’axe du rotor via un lien fermé sur lui-même tel qu’une courroie crantée ou une chaîne, caractérisé en ce qu’il comprend un mécanisme de maintien en tension de chaque lien.
24. Rotor selon la revendication 23, caractérisé en ce que ledit mécanisme de maintien en tension comprend un élément mobile en contact avec ledit lien et assujetti à la force centrifuge générée par la rotation du rotor.
25. Rotor selon la revendication 23, caractérisé en ce que le mécanisme de maintien en tension comprend un élément mobile en contact avec ledit lien et assujetti à un organe mobile visant à faire varier l’amplitude maximale des variations d’inclinaison de la pale associée.
26. Engin nautique, notamment voilier, comprenant moteur couplé à un rotor à pales orientables immergé, ledit rotor comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, caractérisé en ce que rotor possède un premier mode de fonctionnement en propulseur en étant entraîné par le moteur, et un second mode de fonctionnement en dérive ou gouvernail.
27. Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de chaque pale en fonction de la position angulaire de ladite structure tournante, chaque pale étant montée en porte-à-faux sur ladite structure tournante, caractérisé en ce qu’il est prévu des dispositifs de montage rapide des pales sur des supports tournants assujettis audit mécanisme.
28. Rotor selon la revendication 27, caractérisé en ce que chaque pale comprend une armature de section transversale non circulaire s’étendant sur une partie substantielle de son étendue, ladite armature débordant à une extrémité longitudinale de la pale pour son montage sur un support tournant respectif.
29. Rotor à pales orientables, comprenant une structure tournante autour d’un axe principal et comprenant un ensemble de pales tournant autour d’une série d’axes de pales parallèles à l’axe principal et définis par ladite structure tournante, et un mécanisme pour commander les variations d’inclinaison de ladite structure tournante en fonction de sa position angulaire, ledit mécanisme comprenant en association avec chaque pale un élément entraîné synchronisé avec un élément entraînant situé sur l’axe du rotor via un lien fermé sur lui- même tel qu’une courroie crantée ou une chaîne, caractérisé en ce qu’il est prévu un lien unique entre un élément entraînant unique situé sur l’axe du rotor et lesdits éléments entraînés.
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