Brevet FR2277993A1 — publié le 19760206

La présente invention concerne un capteur d'énergie permettant de faire tourner un axe avec un certain couple lorsqu'il est plongé dans un fluide en mouvement. Les dispositlis connus remplissant cette fonction ( turbines et hélices ), présentent l'inconvén@ent d'être difficilement orlensa- @les sï le fluide moteur peut venir de plusieurs directions. L'appareil suivant l'invention permet de supprimer cet inconvénient et peut entre orienté instantanément aans n'importe quelle dlrection sans dépenser de pulssance autrement que pour vaincre les forces d'inertie. D'autre part le rendement théorique fluido-dynamoque ae cet appareil est tres bon et la pulssance captée peut être facilement régulée en fonction de l'utilisation. Le dispositif objet de l'invention est représenté sur la fig. 1 et comporte deux ou un multiple de 2 pales (P) Sur lesquelles le liquide ou le gaz exerce la force motrice. ces pales possèdemt un axe de symétrie (S) positionné parallelement a l'axe transmettant le mouvement appelé "axe central de rotation (A). Dans le prolongement de leur axe de symétrie les pales possedent un pivot (V) qui leur permes de tourner autour de Cet ase.Le logement du pivot (L) est rellé a l'axe central de rotation par un dispositif mécanique rigide ( bras (B) ou flasque ) de façon a transmettre le couple de rotation a l'axe cenaral. Pour chaque pale un pignon (Bj est solidaire du pivot et est relié a un pignon central (C) concentrique a l'axe central.Le rapport de réduction entre le pignon tR3 et le pignon (C) sera de 2:1 de façon que, lorsqu'une pale fait un tour dans le sens trigonométrique autour de l'axe central (A) elle fasse un demi-tour dans le sens opposé autour de son axe de symétrie, le pignon (C) restant fixe ; la fig. 1 ne représente qu'un seul systeme d'orientation des pales pour la clarté du dessin. Toutes les pales sont a la même distance de l'axe principal, et si Q est le nombre de pales, l'angle au centre que font deux pivots consécutifs est de * L'angle que font les plans de ces deux pales voisines est de avoir fig. 2). Le pignon central (C) étant orienté de façon a posltionner les pales tP) comme indiqué sur la fig. 2 par rapport a la direction du fluide incident, la somme des forces de rotation (F) cree un couple qul cause la rotation de l'axe principal (A). Sous réserve d'études plus approfondies de cas réels, le calcul donne la puissance maximum théorique récupérable sur l'axe pour 4 pales : Pmax = K SV formule dans laquelle nous avons : Pmax la pulssance maximum captable en watts, K une constante dépendant de la masse volumique du fluide et des caractéristiques de l'appareil, S la surface a'une pale en M es V la vitesse du fluide en m/s. En orientant différemment le pignon central (C) e; Si Q est l'angle entre sa position actuelle et celle donnant la puissance maximum, nous avons la puissance captée s P 5 Pmax. cos @ Q .Donc pour Q compris entre 0 et 900 la puissance captée varie entre Pmax et O pour des valeurs plus importantes de Q , ou pour des vitesses de rotation des pales supérieures a celles du fluide, l'appareil se comporte en générateur de mouvement ou de pression sur le fluide. L'appareil ob:et de ltinvention peut être utilisé partout où l'on désire transformer l'énergie d'un fluide en mouvement en énergie mécanique ; 11 pourra remplacer em tous endroits les turbines et hélices, mais trouvera une application particuliere lorsqu'une irrégularité du fluide en mouvement ou ses changlements de direc- tion compliquaient le probleme de la captation. Ainsi avec la turbine représentée fig 3, la présente invention devrait améliorer la captation des énergies marémotrices. Elle devrait également rendre possible la réalisation d'éoliennes de tres grande puissance dont l'allure générale est dessinée fig. 4. D'apres ce qui précede il est également possible d'utiliser cet appareil comme pompe ou comme propulseur. REVENDICATIONS 1) Dispositif déstiné à capter de l'énergie à partir d'un liquide ou d'un gaz en mouvement, le liquide ou le gaz pouvant être un mélange de corps simple dans 1 'une de ces deux phases, caractérisé par des pales parllèles à l'axe principal de rotation, tournant sur elle-mêmes d'un demi-tour lorsque l'axe principal fait un tour et dont les plans font avec la direction du mouvement du liquide on du gaz un angle &alpha;/2 si &alpha; est l'angle entre leur position actuelle et leur position quand le plan est parallèle à la direction du liquide ou du gaz. 2) Dispositif dessiné a générer un mouvement dans un liquide ou un gaz, ce liquide ou ce gaz pouvant être un mélange de corps simpies dans l'une de ces deux phases, ou tme émulsion, ou de. parti- cules solides en suspension dans l'une de ces deux phases, caractérisé par des pales parallèles à l'axe principal de rotation, tour@ant sur elles-mêmes d'un demi-tour à chaque tour de l'a @e principal et dont les plans font avec la direction du fluide un angle de &alpha;/2 si &alpha;; est l'angle de la position actuelle par rapport à la position de la pale lorsque son plan est parallèle 8 la direc- tion du fluide incident. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le nombre de ses pales est de 2 ou un multiple de 2 4) Dispositif selon les revendications 1 1 et 2,-: caractérisé par le fait que les plans de deux pales voisines font constamment entre elles un angle #/N, si M est le nombre de pales. 5) Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par une transmission par engrenage axe et cardan entre les pignons (N) solidaires des pales et le pignon central (C) comme le décrit la fig. 3 . Le rapport a 'engrenage restant 2 : 1 entre les deux pignons. 6) Dispositif selon les revendications I et 2, caractérisé par une transmission par chaine entre les pignons kN) et çC). 7) Dispositif selon les revendications l et 2, caractérisé par une orientation des pales (P) par rotation du pignon central (C), pour obtenir la pulssance maaimumdu fluide 1n- cident en fonction de sa direction, Ou bien sa régulation de la puissance captée en fonction de l1utilisation. 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par la prod@ction d'énergie électrique a partir d'eau en mouvement, la chute d'eau pouvant gtre obtenue par barrage, conduite forcée ou effet de la marée. 9) Dispositif selon La revendication 8, caractérisé par la mise sous carter du systeme d'orientation des pales, ce carter étant placé en retrait par rapport a la veine comme le décrit la fig. 3. 10) Dispositif selon la revendication I, caractérisé par la production d'énergie électrique a partir de la force éolienne. 11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les pales (P) sont positionnées verticalement comme l'indique la fig. 4.