Brevet FR2844309A1 — publié le 20040312

La présente invention concerne une éolienne pour la réhabilitation et l'oxygénation des plans d'eau, des lagunes, des bassins de décantation (porcheries, épandage...). Le dispositif (fig 1) est un aérateur de surface activé par la force du vent. Composé d'une turbine éolienne (1) montée sur un décupleur de vitesse (2) qui transmet la tension à un arbre (3) de transmission relié à une hélice (4). L'hélice submergée crée un courant ascendant à partir du fond du plan d'eau.Le débit d'eau créé permet un échange gazeux entre l'eau et l'atmosphère. Les gaz anorexiques sont relâchés dans l'atmosphère et l'oxygène atmosphérique est dissous dans l'eau. Cet appareil est utilisé: - En cas d'eutrophisation d'un milieu aquatique quelconque. - pour déstratifier la colonne d'eau de par le vortex créé. - En cas de mortalité anormale de la faune. - Pour la destruction naturelle par radiation solaire des coliformes fécaux (eschérichia-coli et 15 autres... etc.. - Contre les émanations des mauvaises odeurs (lisiers,vases, déchets organiques industriels..... etc.. - Contre la prolifération des herbes et des algues aquatiques. - Pour les demandes biologiques en oxygène et les demandes chimiques en oxygène élevées. 20 - Pour la réduction massive des vases organiques. - Pour la dénitrification. - Pour le traitement des lisiers de porc. - Contre l'opacité des eaux. - Traitement des zones de lagunages et d'épandages. 25 Caractère innovant de la technologie. Le maître mot est oxygène.Quel moyen utiliser pour augmenter les concentrations d'oxygène dissous dans un plan d'eau? compresseurs et lignes d'air, ou encore souffleurs d'air ou d'injection d'oxygène pur? Les cots élevés d'achat, d'installation et de fonctionnement de tels systèmes peuvent décourager même les collectivités les plus fortunées, surtout lorsque l'on sait qu'après 2 ou 30 3 ans, les cots de fonctionnement et d'entretien dépasseront largement les cots initiaux. Activé uniquement par la force éolienne, notre appareil polyvalent ne génère aucun frais de fonctionnement. - La turbine éolienne (fig 03) est composée d'un élément circulaire en matériel composite coulé, avec des rayons et un cercle intercalaire de consolidation.Au centre de la turbine se trouve une 35 surface moulée, percée en son centre par un trou fileté permettant la fixation d'un axe fileté -2 rejoignant la boite de démultiplication. Afin d'alléger l'ensemble et diminuer la force d'inertie cet élément est en matériel composite ou en matériel non limitatif permettant par son poids une moindre résistance au vent. - Sur cet élément circulaire (fig 03) sont fixés des pales (1) en aluminium ou en composite ou en 40 matériel non limitatif perforées en 4 endroits dans l'alignement des cercles de l'ensemble. Les pales sont incurvées. Ces pales sont fixées sur l'ensemble au niveau des 2 cercles concentriques par des pattes de longueurs différentes(lb) offrant un angle(G). - L'axe (fig 04) fixé à la turbine pénètre dans la boite de démultiplication par un palier composé de joints (8) d 'étanchéité et d'un roulement (6). Pour traverser l'engrenage (9 b) conique en composite ou en acier inoxydable ou en matériel non limitatif fixé par une goupille au centre de la boite de démultiplication avant d'être consolidé dans sa position horizontale par le palier fixé dans l'alignement au fond de la boite en (6). L'engrenage (9 b) (fig 04) entraîne un engrenage conique (9 a) plus petit en composite ou en acier inoxydable ou en matériel non limitatif permettant une démultiplication du mouvement. A 50 noter que la boite de démultiplication est étanche par des joints d'étanchéité en (8). Cette boite de démultiplication en aluminium ou en composite ou en matériel non limitatif est fermée en sa partie supérieure par un joint hermétique en caoutchouc et des vis inoxydables (Lia). Cette boite de démultiplication étant remplie d'une huile spéciale pour les organes de transmission par le bouchon de remplissage en (10f).(fig 1) La boite supporte une queue de prise de vent (15) composée d'un 55 tube plein en composite ou en aluminium ou en acier inoxydable ou en matériel non limitatif terminée par une plaque rectangulaire en composite ou en aluminium ou en acier inoxydable ou en matériel non limitatif qui permet de mettre l'éolienne dans le sens du vent, cette queue étant fixée à l'arrière de la boite directionnelle (fig 04) (14) en un trou fileté dans la masse 12 de composite, d'acier inoxydable ou en matériel non limitatif fixée à la boite directionnelle par des boulons (11b) 60 avec joints d'étanchéité. La masse 12 supporte une excroissance perpendiculaire légèrement incurvée (16) avec à son extrémité un trou permettant la fixation d'un ressort (17) . la masse 12 verticalement comporte des charnières (15). Entre ces charnières viennent s'incruster les charnières de la queue directionnelle(fig.5) (N1), l'axe (13) rassemblant les 2 pièces, permettant une libre rotation de la queue directionnelle. - La queue directionnelle en composite, en acier inoxydable, en aluminium et en matériel non limitatif (fig 5) comporte 2 parties: la partie n0l fixée à la partie (12) par le biais de charnières (15) et l'axe (13). Cette partie en forme de U comporte des rails coulissants (20) dans lesquels glissent la partie nO 2. En (12) partie pleine est fixé un ressort de tension (17) relié à l'extrémité de l'excroissance (16). La tension de ce ressort est réglée par un boulon (llb) fixé dans 70 un tube fileté soudé en (n0l) repoussant par serrage sur la masse 12 de la boite de démultiplication -3s la partie (n02) de la queue directionnelle permettant ainsi une tension plus ou moins importante du ressort (17) qui offre alors à la queue une résistance plus ou moins importante à la force du vent, ceci permet de régler le débrayage de l'éolienne. - La boite de démultiplication (fig 04) pivote selon le sens du vent grâce au roulement (6) autour 75 d'un mât (3) en composite, acier inoxydable, en aluminium,ou en matériel non limitatif. Dans le mât (3) se trouve un axe ( fig 04) (7) en composite, en acier inoxydable ou en matériel non limitatif fileté fixé à l'engrenage (9 a). Cet axe traverse des roulements (fig 04)( 6) fixés dans (3) afin d'empêcher les vibrations de l'axe (7). - Cet axe (fig 04) passe dans des roulements et des joints d'étanchéité pour aboutir à la fixation 80 de l'hélice (4) sur son extrémité fileté. Sur le mât (3) afin de favoriser la montée et la descente de l'hélice (4) dans l'eau, est disposée sur le mat (3) une crémaillère actionnée par une manivelle qui actionne 2 roulements coniques. - L'hélice (fig 01)(4) en aluminium ou composite ou en matériel non limitatif, vissée au mât (3) est plate avec un angle d'ouverture des pales créant un vortex ascendant. - Le ponton de flottaison (fig 02) est composé de boudins (5) étanches permettant le passage d'un axe (5a) en acier inoxydable matériel non limitatif fixé par des boulons(5c) à ses extrémités à des pattes (5b) en composite acier inoxydable, aluminium ou matériel non limitatif fixées elles mêmes sur des supports (21). Des entretoises consolident ces supports en composite acier inoxydable, aluminium ou matériel non limitatif. Les supports sont fixés au mât (3).Les boudins(5) 90 sont dotés d'un bouchon de remplissage permettant de les lester. - Sur un support du ponton de flottaison est fixée une chaîne inoxydable reliée elle même à un dispositif d'ancrage au fond du plan à traiter. -4 REVENDICATIONS 1) Dispositif éolien flottant pour réhabiliter et oxygéner des plans d'eau, des lagunes, des bassins de décantation (porcheries et épandage...) .L' appareil (fig 1) est un aérateur de surface activé par la force du vent. Composé d'une turbine éolienne (1) montée sur un décupleur de vitesse (2) qui transmet la force à un arbre (3) de transmission relié à 5 une hélice (4). L'hélice submergée crée un courant ascendant à partir du fond du plan d'eau. Le débit d'eau créé permet un échange gazeux entre les gaz anorexiques de l'eau et l'oxygène atmosphérique. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une turbine éolienne (fig 03) est composée d'un élément circulaire en matériel composite ou en aluminium, avec 10 des rayons et un cercle intercalaire de consolidation. Le centre de la turbine en composite ou en aluminium est percée en son centre d'un trou fileté permettant la fixation d'un axe fileté en composite ou en aluminium rejoignant la boite de démultiplication en composite ou en aluminium, afin d'alléger l'ensemble pour neutraliser la force d'inertie en permettant par son poids une moindre résistance au vent. 3) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que sur cet élément circulaire sont fixés des pales (1) (fig 3) en aluminium ou en composite afin d'alléger l'ensemble pour neutraliser la force d'inertie. Ces pales sont perforées en des endroits (la) dans l'alignement des cercles. Les pales sont incurvées (h) et sont fixées sur cette roue au niveau des cercles concentriques par des pattes de telle façon qu'elles offrent un angle (G) de 20 pénétration au vent. 4) Dispositif selon les revendications 1,2 et 3 caractérisé en ce qu'un axe (fig 04),en composite ou en aluminium,fixé à la turbine pénètre dans la boite de démultiplication en composite ou en aluminium, par un palier composé de joints (8) d'étanchéité et d'un roulement (6). Pour traverser l'engrenage (9 b) conique en composite, afin d'alléger l'ensemble pour neutraliser la force d'inertie ou en acier inoxydable fixé par une goupille au centre de la boite de démultiplication avant d'être consolidé dans sa position horizontale par le palier fixé dans l'alignement au fond de la boite en (6). ) Dispositif selon la revendication 4 selon laquelle l'engrenage (9 b) (fig 04) entraîne un engrenage conique (9 a) plus petit, en composite afin d'alléger l'ensemble pour 30 neutraliser la force d'inertie ou en acier inoxydable, pour permettre une démultiplication du mouvement. A noter que la boite de démultiplication est étanche par des joints d'étanchéité en (8). Cette boite de démultiplication en aluminium ou en composite, afin d'alléger l'ensemble pour neutraliser la force d'inertie, est fermée en sa partie supérieure par un joint hermétique en caoutchouc et des vis inoxydables. Cette boite de démultiplication étant remplie d'une huile spéciale pour les organes de transmission par le bouchon de remplissage en. 6) Dispositif selon la revendication 5 selon laquelle la boite supporte une queue de prise de vent (15) (fig 1) composée d'un tube plein en composite ou en aluminium, afin d'alléger l'ensemble pour diminuer la force d'inertie, terminée par un rectangle en composite ou en aluminium afin d'alléger l'ensemble pour diminuer la force d'inertie, qui permet de mettre l'éolienne dans le sens du vent par rotation libre (roulement 6) autour du mat (3). Cette queue étant fixée à l'arrière de la boite directionnelle (fig 04) (14) en un trou fileté dans la pièce ( 12) en composite ou en aluminium, afin d'alléger l'ensemble pour neutraliser la force d'inertie, fixée à la boite directionnelle par des boulons (11 b) avec joints 45 d'étanchéité. 7) Dispositif selon les revendications 4 et 6 selon laquelle la pièce (12) (fig 04) supporte une excroissance perpendiculaire légèrement incurvée (16) avec à son extrémité un trou (11c) permettant la fixation d'un ressort (17). la pièce ( 12) supporte verticalement des charnières (15). Entre ces charnières viennent s'ajuster les charnières de la queue directionnelle (18), l'axe (13) rassemblant les deux pièces, permettant une libre rotation de la queue directionnelle. - 8) Dispositif selon la revendication 7 selon laquelle la queue directionnelle en composite ou en aluminium afin d'alléger l'ensemble pour neutraliser la force d'inertie ou en acier inoxydable(fig 5), comporte deux parties: la partie n0l fixée à la partie (12) par le 55 biais de charnières (15) et l'axe (13). Cette partie en forme de U comporte des rails coulissants en (20) dans lesquels glisse la partie n0 2. En (19) partie pleine, est fixé un ressort de tension (17) relié à l'extrémité de l'excroissance émanant de (16) en (11 c). La tension de ce ressort est réglée par un boulon (llb) fixé dans un tube fileté soudé en (N12) et repoussant par serrage sur la masse 12 de la boite de démultiplication la partie (N02) de la queue directionnelle permettant ainsi une tension plus ou moins importante du ressort (17) qui offre alors à la queue une résistance au vent plus ou moins importante ce qui permet de régler le débrayage de l'éolienne. 9) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la boite de démultiplication (fig 04) pivote selon le sens du vent grâce au roulement (6) autour d'un mât 65 (3) en composite en acier inoxydable ou en aluminium. Dans le mât (3) se trouve un axe (7) en composite ou en aluminium, afin d'alléger l'ensemble pour diminuer la force d'inertie, fileté et fixé à l'engrenage (9a). Cet axe traverse des roulements (6) fixés en (3) afin d'empêcher les vibrations de l'axe (7) lors de la rotation rapide de celui -ci. ) Dispositif selon la revendication 9 selon laquelle l'hélice (4)(figl) en 70 aluminium ou en composite afin d'alléger l'ensemble pour diminuer la force d'inertie, est vissée à l'arbre (3) du mât (7) (figO4). L'hélice plate a un angle d'ouverture des pales qui crée un vortex ascendant. 11) Dispositif selon l'une quelconque les revendications précédentes selon laquelle le ponton de flottaison (fig 02) est composé de boudins étanches permettant le 75 passage d'un axe (5a) en acier inoxydable, fixé par des boulons (5c) à ses extrémités à des pattes (5b) en composite en acier inoxydable ou en aluminium fixées elles mêmes sur des -6 supports triangulaires (fig 01). Des entretoises (figOl) consolident ces supports en composite en acier inoxydable ou en aluminium. Les supports sont fixés au mât (3) par-le biais de pattes. Ces boudins sont dotés d'un bouchon de remplissage permettant de les lester afin de 80 stabiliser la flottabilité de l'ensemble par grand vent. 12) Dispositif selon la revendication Il selon laquelle une chaine fixée au support du ponton de flottaison est elle meme fixée à un système d'ancrage au fond du plan d'eau.