Brevet FR2647157A1 — publié le 19901123

La présente invention se rapporte à une pale de forme curviligne ayant un profil ménisque convergent. Cette pale est destinée à un rotor de turbine troposphérique et qui sous l'effet de la poussée du flux du vent atmosphérique est mise en rotation, pour fournir une puissance motrice. Cette puissance motrice transforme l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique ou électrique. Cette puissance motrice varie selon le nombre de pales, Zeurs dimensions, leurs concavités et leurs incidences. Ce qu'il ne faut pas oublier c'est que le vent est une puissance formidable en apparence, mais faible en utilisation. En conséquence l'objet principal de la présente invention est une pale de forme nouvelle qui soit capable de produire avec l'énergie du vent t une puissance bien supérieure à celle d'une autre pale classique dont le cercle de rotation décrit par lteztrémité de la pale qui aurait la même longueur. Donc l'énergie cinétique du vent étant naturelle, irrégulière et de force en moyenne plutôt faible, c'est pour cela que l'étude aérodynamique de cette pale en apparence tres simple, est de haute technicité. Ce qui lui apporte cette puissance, c 'est le jeu de ses incidences de ses courbes, de sa concavité qui font son profils et qui s'harmonise bien dans l'écoulement du flux atmosphérique. En conséquence, cette invention de pale est destinée tout particufièrement à etre assemblée pour construire des rotors à deux ou quatre pales. Ces rotors que j'appelle clinogyre "rotation des angles". Le but recherché dans cette pale c'est qu'elle peut fournir un dur travai2, dont elle est toute particulièrement conçue pour la marine. Montée en rotor,elle pourra entrainer des hélices marines par un système d'arbres de transmissions et d'engrenages (non décrit) ou en faisant fournir de l'électricité à une dynamo par le rotor pour alimenter des moteurs électriques. Pour que la houle n'est point d'action néfaste pendant le tangage sur la rotation du moyeu et des pales, ce rotor sera monté sur cardan pour avoir un mouvement bascuLaire, ce qui le rendra indépendant du tangage du navire; ces pales conviennent aussi bien pour le pompage de l'eau que pour en trainer un alternateur et fournir de ltélectricité sur mer comme sur terre. Car l'océan aérien est partout ! Pour ce genre de pales curvilignes il est possible qu'elles soient inclinées sur l'axe de la turbine vers l'amont du flux du vent. C'est le jeu des incidences, de la concavité, et les incidences des pales qui sont données à l'ensemble du plan de rotation qui font le travail. Pour obtenir un démarrage plus rapide, il sera possible de faire varier les incidences des pales du plan de rotation. Monter les pieds ae pales dans le moyeu de manière qu'elles puissent pivoter pour leur donner plus d'incidences sur le plan de rotation au démarrage. Une fois que le bateau aura pris sa vitesse, réduire les incidences pour permettre au rotor d'avoir une vitesse de rotation plus élevée. En fait, avoir un rotor à inct dences variables. (non décrit) On peut allonger les courbes longitudinales que si l'on augmente l'incidence de la paZe sur son plan de rotation. Cette paZe 1 selon l'invention a un bord d'attaque droit 2. Pour obtenir la hauteur du bord d'attaque 2, on divise la distance qu'il y a entre le centre du moyeu et le haut de la paZe par le coefficient dix. On retire quatre åixième, iZ nous reste six dixième, ce qui représente la hauteur du bord d'attaque 2 et la corde de la pale comprise entre la courbe supérieure 3 et inférieure 4. n reste à déterminer avec les quatre autre dixièmes la hauteur du pied de pale qui s'arrente à la courbe inférieure 4. Ce bord d'attaque 2 n'a pas d'angle de calage, car l'angle de calage sur une pale destinée à recevoir la pression du flux atmosphérique dans ns sa rotation est nuisible au bon rendement de la pale. Ce bord d'atta- que fait un angle aigu afin que le flux ne subisse aucune déviation sur l'intrados 8 de la pale qui se trouve soumise à la pression atmosphérique. n faut que le flux qui la frappe soit coupé net et sans bavure pour que l'écoulement de la couche limite sur l'intrados 8 se fasse sans décollement que le flux et la pale se confondent en un seul tout; c'est cela qui augmente le rendement d'une pale. La courbe supérieure 3 de la pale est circulaire et commence en haut du bord d'attaque pour finir au bord de fuite 5 en augmentant progressivement son inclinaison vers l'intérieur du profil côté intrados 8 de manière à obliger Ze flux du vent à s'échapper vers la fin de la courbe inférieure 4 et du bord de fuite 5, ce qui a pour effet d'augmenter fortement le rendement de la pale. La courbe inférieure 4 a une importance toute par ticutiere dans l'écoulement du flux du vent. IZ faut qu'il soit respecté une norme fondamentate, car elle fait effet d'échappement du flux; sans cette courbe inférieure 4 il y aurait bourrage dans l'écoulement des filets d'air. Si cette courbe est trop grande iZ y a perte de rendement, si eZZe est trop petite iZ y a egaZement perte de rendement. Pour obtenir la Zongueur de la courbe inférieure 4, on divise la distance qu'il y a entre Ze pied de la palpe 6 et l'extrémité de la courbe supérieure 3 par Ze coeffi cient dix. On prend six dixième, ce qui nous donne la Zongueur A et B entre le pied 6 et Ze bord de fuite 5. Avec cette longueur A et B iZ faut tracer la courbe inférieure 4 B C et E. Pour avoir cette courbe 4, iZ faut diviser la Zongueur B et C par le coefficient sept; la somme est portée sur une ligne en partant de C aux deux tiers vers B. Au point D, on élève une flèche D et E ce qui fait trois points à réunir par la courbe inférieure 4. Mais dans certains cas de rotation, on peut supprimer la courbe inférieure 4, ce qui fait que Ze bord de de fuite 5 oecupe tout Ze bas de la paZe depuis le pied de paZe 6 jusqu'à la base de la courbe supérieure 3. Cette courbe inférieure 4 et le bord de fuite 5 ne font qu'un tout c'est par la que s'échappe le flux qui frappe la surface de la palpe pendant sa rotation. Pour la longueur du bord de fuite 5, on prend les quatre dixième qui restent de la courbe inférieure 4; Ze bord de fuite 5 prend la courbe de la concavité 7. La concavité de cette pale est circulaire, eZZe est formée par l'inclinaison de la courbe supérieure 2. Cette concavité 7 commence à zéro en haut du bord d'attaque et descend progressivement jusqu'aux deux tiers de la corde de la pale, coté intrados. Pour obtenir l'emplacement exact de la profondeur de la concavité, iZ faut un coeeficient trois; on divise la longueur du bord de fuite 5 par ce coefficient, on porte la somme obtenue aux deux-tiers de la Zongueur du bord de fuite en partant de B. On obtient la Zongueur du bord de fuite 5 en prenant les quatre dixième qui restent de la longueur de la courbe inférieure, c'est là que l'on mesure la profondeur de la concavité. Le bord de fuite 5 prend la courbe de la concavité. Sur les dessins annexés donnés a titre d'exemple non Zimitatif de la forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion. - La fig. 1 représente la palpe vue dans le sens longi tudinaZe coté intrados 7. - La fig. 2 représente la pale vue de profit coté bord d'attaque 2. - La fig. 3 représente la perspective du bord de fuite 5 et de la concavité 7 vue de dessous de la palpe. l'elle qu'elle est représentée Fig 1, la pale de forme curviligne I son bord d'attaque droit 2. La courbe supérieu re 3 qui n'est que le prolongement du bord d'attaque 2 La courbe inférieure 4 qui commence du pied de palpe 6 et va jusqu'au bord de fuite 5 et dont la courbe est fondamen tale. Le bord de fuite 5 qui se trouve entre la courbe supérieure 3 et la courbe inférieure 4. Le pied de pale 6 est le proZongement du bord d'attaque 2 et de la courbe inférieure 4. La concavité 7 qui est formée de la courbe supé rieur 3 s'inclinant sur les deux tiers de l'intrados 8. La Fig.2 donne un aperçu de la vue de profiZ du bord d'attaque droit 2, son angle aigu commence au pied de pale 6 pour finir en haut de la pale à la courbe supérieure 2. L'extrados 9 donne un aperçu de la concavité mais en réalité cette concavité 7 est cachée par la forme circulaire de la palpe. La Fig.3 donne un aperçu de la perspective du bord de fuite 5 qui a la forme de la concavité 7 apec la courbe supérieure 3, la courbe inférieure 4 et de l'intrados 8. REVENDICATIONS 1- Pale 1 de forme curviligne ménisque convergent notamment pour mécanisme moteur à vent. Ayant des profils qui évoluent sur toute la surface de la pale dans le sens de la longueur et de la hauteur. Ces profils sont formés par des incidences et des courbes et dont les épaisseurs varient selon leurs courbes qui sont verticales où horizontales. Se sont ces incidences et ces courbes qui forment la concavité 7 côté intrados 8. -2- Pale selon la revendication 1 est caractérisée par sa concavité 7 qui commence au bord d'attaque 2 et va progresssivement en augmentant de profondeur pour former une courbe qui descend jusqu'au bord de fuite 5. et qui épouse la forme de la courbe supérieur 2 qui sincline progressivement sur l'intrados 8. 3- Pale selon la revendication 2 est caractérisée par son bord d'attaque 2 qui est droit, et son prolongement forme la courbe supérieur 3 qui est drculaire. 4 - Pale selon la revendication 3 est caractérisée par le bord d'attaque 2 qui n'a pas d'angle de calage. Le bord d'attaque 2 est formé par la jonction de l'extrados 9 et de l'intrados 8 pour former un angle aigu. 5 - Pale selon la revendication 4 est caractérisée par l'angle aigu du bord d'attaque 2 dont le but est de découper circonférentiellement le volume du vent réel. 6- Pale selon l'une des revendications précédentes caractérisée par l'extrados 9 qui commence à la courbe supérieur 3. Il prend la forme dorsale de la concavité pour finir au bord de fuite 5 et à la courbe inférieur 4. 7- Pale selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que dans certain cas on peut allonger les deux courbes supérieur 3 et inférieur 4. 8- Pale selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'on peu supprimer la courbe inférieur 4 Le bord de fuite commence au bas du bord d'attaque 2 pour finir au bas de ia courbe supérieur 3.