Brevet FR2449209A1 — publié le 19800912

L'invention concerne un appareil perfectionné permettant de capter de l'énergie à partir d'une source d'énergie telle qu'un fluide en mouvement. L'appareil selon l'invention est donc construit en particulier pour transformer ave-c un haut renflement 1 ' énergie éolienne en une énergie mécanique ou électrique. L'appareil selon la demande est caractérisé en ce qu'il consiste en une série de disques parallèles, entre deux desquels sont montées un nombre d'aubes, de préférence trois, qui chacune, coopèrent avec une aube de renvoi, lesdites aubes présentant une forme arquée, dirigée vers l'intérieur et les aubes de renvoi projetant un demicercle sur lesdits disques. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que chacune desdites aubes décrit un arc de cercle qui s'étend depuis un point tangent de cet arc de cercle situé sur le périmètre des disques précités et un point situé aux trois-quarts environ du diamètre de l'aube de renvoi coopérant avec l'aube considérée, en direction du centre des disques. Un détail de l'invention réside dans le fait que les aubes précitées sont comprises dans un angle de 600 environ et en ce que les aubes de renvoi sont comprises dans un angle de 100 environ mesuré à partir du centre des disques précités. D'autres détails et avantages résulteront de la description qui sera donnée ci-après d'un appareil permettant de capter et de transformer l'énergie d'un fluide, en particulier du vent, selon l'invention. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple et ne limite pas l'invention. Les notations de référence se rapportent aux figures ci-annexees. La figure 1 est une représentation en perspective qui illustre La position des aubes et des aubes de renvoi dans l'appareil selon l'invention. La figure 2 est une représentation géométrique de l'unité modulaire qui détermine le rapport aube/ aube de renvoi. La figure 3 représente une imbrication d'une partie des 24 unités modulaires réparties sur les disques 1 et 2. L'appareil selon la figure 1 consiste en un certain nombre de disques parallèles 1 et 2 dont deux d'entre eus ont été représentés à la figure 1. Entre deux disques parallèles sont montées trois aubes 3 qui coopèrent avec des aubes de renvoi 4. Les aubes 3 s'étendent selon des arcs de cercle qui sont tangents dans les points T-T' au périmètre des disques 1 et 2 et qui sont recourbés vers l'intérieur. L'extrémité d'une aube dirigée vers l'aube de renvoi consi dérée, coupe la ligne de centre d'une aube de renvoi aux trois-quarts de la longueur de celle-ci, mesurée en direction du centre des disques 1 et 2. La ligne de centre de chaque aube de renvoi tombe, dans chacun des disques 1 et 2, dans un plan imaginaire normal à ces disques qui s'étend selon un rayon de ces disques. La hauteur des aubes 3 et des aubes de renvoi 4 est égale à deux fois le diamètre des aubes de renvoi. Dans des conditions idéales, deux de ces plans imaginaires successifs, forment des angles de 1200. En fonction des circonstances, un tel plan imaginaire peut également correspondre à une droite qui ne s'étendrait pas selon un rayon d'un des disques 1 ou 2. La c;emi-surface de révolution que constituent les aubes de renvoi est, en effet, déterminée par le rayon du demi-cylindre et- se trouve en rapport avec le rayon des disques I et 2. A la figure I, le rapport entre les diamètres est le suivant diamètre d'une aube de renvoi = diamètre du disque 8 Ainsi qu'il a déja été dit plus haut, cha que aube courbe 3 coupe la ligne de centre d'un aube de renvoi aus trois-quarts de sa distance, mesurée en direction du centre des disques I et 2. Si l'appareil est équipé d'un ase traver sn es disques i et 2, le diamètre de cet axe est égal à 4 de la ligne de centre ou diamètre dune aube de renvoi. De préférence, l'appareil est conçu de tel e sorte que l'axe 5 soit vertical; cet axe peut toutefois aiement s'étendre horizontalement. Dans la description qui en a été donnée ci-cessus, l appareil ne comporte que deux disques 1 et 2 et trois aubes 3 coopérant avec des aubes de renvoi 4. Lorsqu'on prévoit un second jeu d'aubes entre l'un des disques 1 ou 2 et un troisième disque disposé en dehors de ceus-ci, les aubes 3 et les aubes de renvoi 4 sont prévues, chaque fois, entre les aubes et aubes de renvoi prévues actuellement. Pour ce qui est du rapport entre les aubes et les aubes de renvoi et la hauteur de ces éléments entre les disques, il y a encore lieu de tenir compte de ce qui suit pour ce qui est de l'unité de base ou modulaire de l'appareil. Si, en se référant à la figure 2, lors du calcul de ce module, R est considéré conne le rayon d'un cercle à l'intérieur duquel est inscrit le triangle ABC on obtient les valeurs suivantes: le diamètre des disques : 16 R la hauteur entre les disques : 4 R le diamètre de i'aube de renvoi (4) : 2R le diamètre de l'axe (53 :diamètre d'une aube de renvoi 4 IJn module construit sur la base d'une ligne de centre ou diamètre d'unc aube de renvoi 4 est représenté a la figure 2. Une tellt- unité modulaire multipliée par 24 aboutit a I représentation selon la figure . Cette surface dite "multimodulaire" présente un contour quasi sinusoï- dal par rapport à l'axe de l'appareil et est en rapport direct avec les 2/3 de la surface des disques. La place occupée dans les aubes de renvoi est définie de la façon suivante: a) tangente à la circonférence du disque. b) tangente à la circonférence sinusoïdale de ia surface totale du module. Il s'ensuit que la courbure des aubes 3 variera en fonction des aubes de renvoi qui, elles-mêmes, doivent être aussi tangentes que possible à la surface modulaire totale. Pour chaque disposition, les rapports indispensables devront être observés pour obtenir un rendement optimal. Lors de vents plus violents ou lors d'une poussée plus forte du fluide, les aubes de renvoi seront placées sur le pourtour extérieur des disques. Dans certains cas plus d'une aube pourra coopérer avec une aube de renvoi. Ce n'est pas la position absolue des aubes 3 qui est importante mais leur position par rapport aux aubes de renvoi. Un même rapport doit toujours exister entre les aubes et les aubes de renvoi, attendu que ces éléments ne peuvent fonctionner de manière optimale que lorsqu'elles sont complémentaires. I1 est à remarquer que le mouvement du fluide entre les disques en mouvement est un mouvement relatif. Chaque compartiment est influencé en même temps par deux vitesses: la vitesse d'écoulement du fluide à travers l'appareil et la vitesse dite "vitesse de transfert". Cette considération est essentielle pour la détermination de l'unité modulaire précitée et le rapport aube/aube de renvoi. Les applications évidentes de l'appareil selon l'invention sont à rechercher d.lns les domaines dc [a production de l'électricité a usage domestique; dans son application à des installations inclustrielles ou agricoles éloignes et privées dc communications, à Ll transformation d'énergie mécanique en énergie thennique, en coopération ou non avec des pompes de chaleur et des collecteurs d'énergie solaire. D'autres applications visent l'équipement de stations météorologiques, océanographiques, séismographiques, ainsi que la protect-ion cathodique de pipelines etc. Il est évident que l'invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite ci-dessus et que bien des modifications pourraient y être apportées sans sortir du cadre de la présente demande de brevet. REVENDICATIONS 1. Appareil permettant de capter lténero e d'un fluide en particulier du vent, caractérisé en ce uu:l consiste en une série de disques parallèles (1,2), entre deux desquels sont montées un certain nombre d'aubes (3), de préférence trois, qui, coopèrent chacune avec une aube de renvoi (4). 2. Appareil selon la revencication 1, caractérisé en ce que les aubes (3) présentent une -cr-.le arquée dirigée vers l'intérieur. 3. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la projection des aubes de renvoi (4) sur les disques (1,2) représente un demi-cercle. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacune des aubes (3) décrit un arc de cercle qui s'étend depuis un point (T,T') tangent de cet arc de cercle situé sur le périmètre des disques (1,2) et un point situé aux trois-quarts environ du diamètre de l'angle de renvoi coopérant avec l'aube considérée, en direction du centre des disques. 5. Appareil selon l'une quelconque des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que les aubes (3) sont comprises dans un angle de 60 environ et en ce que les aubes de renvoi (4) sont comprises dans un angle de 100 environ, mesuré à partir du centre des disques (1,2 > . 6. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les aubes de renvoi (4) ont leur côté concave dirigé en direction des aubes (3). 7. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'entre chacune des aubes (3) et le côté convexe d'une aube de renvoi (4) coopérant avec l'aube adjacente, subsiste une distance qui correspond à un angle de 480 environ, mesuré à partir du centre des disques (1,2). 8. Appareil selon l'une des revendicatiotls 1 à 7, caractérisé en ce que la hauteur d'une aube ou d'une aube de renvoi, mesurée entre deux disques est égale au double du diamètre d'une aube de renvoi