Brevet FR2543225A1 — publié le 19840928

La présente invention consiste en un bloc moteur susceptible de capter la force vive de masses d'eau en mouvement & de la convertijen un mouvement de rotation du système autour d'un axe vertical L'originalité du dispositif consiste en ce qu'il transforme directement lténergie reçue en mouvement rotatif , sans le truchement d'aucun organe de distribution tel que ceux - injecteur , buse , couronne directrice qui orientent le flux vers les pales ou aubes des roues & turbines traditionnelles Le système est plus particulièrement destiné à capter 1énergie méca nique , cinétique & potentielle , développée par la houle marine au yoi singe des cotes . Du fait de la direction instantanee des différentes molécules d'eau dans leur mouvement ondulatoire , de celle de propagation des ondes , & du poids des masses en cause , il est soumis à des forces d'orientations variées Principe du dispositif La surface d'une sphère, orientée dans toutes les directions possibles semble convenir pour recueillir des quantités de mouvement développées par de telles forces .Si la sphère est mobile autour d'un axe fixe passant par son centre à a' ltexception de celles qui sont situées dans des plans passant par l'axe dott toute -action serait détruite par la réaction de celui-ci ces forces tendent à faire tourner le système , les unes dans un sens 9 les autres dans le sens inverse Le dispositif selon l'invention utilise l'un de ces groupes de forces pour obtenir la rotation , dans un seul sens , d'un bloc moteur inscrit dans une surface sphèrique , en neutralisant partiellement l'action des forces antagonistes Description du dispositif L'appareil comprend plusieurs aubes identiques & contigus , disposées à intervalles angulaires égaux autour d'un arbre vertical , dont l'axe passe par le centre de la sphère . L'arbrjest solidaire du bloc & tourne donc avec lui . La figure I représente une coupe de l'arbre moteur ainsi que la projection verticale de la directrice d'une aube La partie supérieure de l'arbre (I) est maintenue dans sa position verti cale par un portique (2) , que l'arbre traverse dans un coussinet (3) la mission de cette partie de l'arbre est de transmettre le mouvement de rotation ( à une génératrice électrique par exemple ) .La partie inférieure de l'arbre (4) se termine par un pivot (5) tournant dans une crapaudine .(6) Dans la suite de la présente désignation sont appelés : pôles du système les points de contact de l'axe de rotation avec la surface de la sphère enveloppe , & : parallèles , les sections de cette surface par des plans perpendiculaires à l'axe . D'autre part , le qualificatif "suivante" appliqué à une aube , se réfère à tne succession dans le sens du mouvement mais le système étant supposé au repos .La figure 2 évoque le tracé d'une aube dans sa sphère enveloppe Chaque aube est dessinée par une droite perpendiculaire à l'axe de la sphère (7) dont le pied parcourt celui-ci d'un pôle à l'autre , à vitesse constante , pendant que la sphère tourne elle-même , d'un mouvement uniforme, de I80 degrés . Une telle génératrice dessine sur la surface de la sphère une courbe directrice coupant à 45 degrés tous les parallèles . En raison de cette propriété , & par comparaison , cette directrice peut hêtre appelée Hélice sphèrique .Elle forme le bord externe de l'aube (8) . Le bord interne (9) de forme hélicoïde également , est tracé dans la sphère par un point de la même génératrice & tel que sa distance à l'axe soit , avec la distance à l'axe de son homologue , dans un rapport constant .Entre les 2 courbes limitant cette surface règlée , la face motrice de l'aubef t ou intrados , a un profil concave , comme le montre en (10) la coupe du sys- tème par un plan perpendiculaire à l'axe & passant par son centre ; cette forme de gouttiere empêche la dispersion des masses de fluide qui y entrent & la perte de la force vive quelles conservent apyres impact, & utilise d'autre part , à la fin de leur action cinétique , leur poids pour favoriser la rotation du système .La seconde face de l'aube 2 comprise entre son bord externe & le bord interne de 11 aube suivante , & ici appelée face postérieure (II), a une forme convexe pour limiter l'action des masses d'eau qui tendraient à faire tourner le système en sens contraire , en dirigeant partiellement le fluide réfléchi sur sa surface , vers de la roue , ou vers l'intrados de l'aube suivante . Mais une meilleure compensation de ces forces antagonistes est obtenue en jumelant 2 roues de mêmes caractéristiques , mais dont les aubes sont orientées en ses in- verses .Comme les ondes liquides se meuvent sur un large front , quand elles agissent sur les faces postérieures des aubes de l'une des roues freinant ainsi son mouvement normal , elles actionnent simultanément les intrados de la roue jumelle qui tourne en sens inverse de la première ; les rotations des 2 roues s'ajoutent par le truchement d'un engrenage ou d'une courroie croisée , & l'énergie totale est recueillie sur l'un des arbres La figure 4 schématise ce dispositif .La convexité de la face postérieure de l'aube s'atténue vers le pôle inférieur de la roue , pour faciliter l'accès à l'intrados de l'aube suivante , de masses d'eau qui , après impact , ne peuvent plus , en raison de leur niveau , avoir d'action potentielle en sortant du bloc moteur Le nombre des aubes du dispositif peut varier . ta coupe de la figure 3 est celle d'une roue à 6 aubes . invention concerne le principe d'un moteur dont le fonctionnement a été constaté par une expérimentation sommaire , mais dont les réalisations pratiques , pour etre performantes devraient être précédées d'une étude compétente quant au nombre optimal des aubes , à leur profondeur , & à leurs profils notamment Construction de la roue Compte tenu de la structure de la roue , sa construction ne se conçoit guère que par moulage , le noyau plastique durcissable s'établissant à partir d'une sphère pleine , en appliquant le schéma défini pour le tracé des aubes .Pour le produit fini , son utilisation en milieu marin ferait évidemment préférer aux alliages métalliques , des matériaux non dégradable (tels que des céramiques formables à chaud par exemple) Installation du système Destiné à capter l'énergie mécanique de la houle 9 le dispositif doit suivre le mouvement de la marée . IlpourPait entre maintenu dans sa situa- tion la plus efficace au dessus du creux de la houle , en l'installant sur une plateforme flottante convenablement lestée (figurée en coupe sous le numéro I2 de la figure 5) , coulissant sur au moins 3 colonnes(I3) pour assurer son horizontalité . La plateforme étant ainsi mobile , doit évi -demment sussi supporter les appareils destinés à recevoir le mouvement (génératrice électrique par exemple) , ce qui permet un système de transmission simple . La plateforme peut éventuellement supporter un dispositif de concentration , sur les roues jumelles , de l'énergie dissipée sur un front de crête le plus large possible , moins onéreux que des installations fixes obligatoirement plus importantes & plus vulnérables De par sa structure le bloc moteur possède une grande inertie & est son propre volant , ce qui doit permettre à son mouvement de ne pas s'interrompre entre les actions de 2 ondes consécutives & d'éviter ainsi les pertes d'énergie aux démarrages Enfin une extrapolation de la puissance recueillie peut être envisagée par groupement modulaire REVENDICATIONS I - Bloc-moteur susceptible de captera force vive de masses d'eau en mouvement & de la convertir en mouvement de rotation du système autour d'un axe vertical , caractérisé par le fait que ses surfaces motrices inscrites dans un volume sphérique , sont sensibles aux mouvements du fluide s'exerçant dans toutes les directions , & convertissent directement l'énergie reçue en mouvement rotatif , sans le truchement d'aucun organe de distribution 2 - Dispositif selon la revendication précédente , caractérisé par des aubes creusées dans une sphère , contigies , & réparties à distances angulaires égales autour d'un arbre dont la partie supérieure (I) est maintenue dans une position verticale par un portique (2), que l'arbre traverse vers un organe de transmission du mouvement , (à une génératrice électrique par exemple) , & dont la partie inférieure (4) se termine par un pivot (5) tournant dans une crapaudine (6) 3 -Dispositif selon les revendications nO I & 2 , caractérisé par la délimitation du contour d'une aube entre 2 courbes passant par les piles de la sphère .L'une , formant le bord externe de l'aube , tracée sur la surface de la sphère de façon à couper tous ses parallèles sous un angle de 45 degrés ; l'autre , formant le bord interne de l'aube , de forme hélicoide également (9) & se déduisant point par point de la précédente par réduction constante de leurs distances à l'axe 4 - Dispositif selon la revendication nO 3 fl caractérisé par le profil concave (io) de la face motrice de l'aube ou intrados - comprise entre les 2 courbes homologues définies ci-dessus , & la forme convexe (il) de la face postérieure de l'aube , comprise entre son bord externe , & le bord interne de l'aube suivante ( dans ie sens du mouvement , mais mais le système étant au repos) , cette convexité s'atténuant vers le pôle inférieur du système 5 - dispositif selon la revendication précédente , caractérisé par le jumelage de 2 rotors de mêmes caractéristiques , mais dont les aubes sont orientées en sens inverses , dont-les rotations s'ajoutent au moyen d'un engrenage ou d'une courroie croisée , & sont recueillies sur l'un des arbres ; ce dispositif perfectionnant l'élimination de l'action des forces s opposant à la rotation d'une des roues dans un seul sens 6 - Dispositif selon une des revendications précédentes caractérisé par l'utilisation du système dans la captation de l'énergie mécanique dissipée par la houle marine près des côtes , en l'installant - ainsi que les appareils destinés à recevoir le mouvement - sur une plateforme flottante (12) , convenablement lestée maintenue horizontale en coulissant , au gré de la marée , sur des guides verticaux , ancrés sur le fonds marin