Brevet FR2955556A1 — publié le 20110729

BATEAU DONT L'ÉNERGIE EST PROCURÉE PAR DIVERSES TYPES D'ÉOLIENNES A AXE VERTICAL La présente invention concerne un dispositif pour faire avancer un bateau et toutes les manoeuvres qui sont obtenues par un moteur thermique. Ce moteur étant remplacé par un moteur électrique dont l'énergie est produite par le vent par l'intermédiaire d'une éolienne à axe vertical. Les énergies fossiles (pétrole) seront épuisées avant la fin de ce siècle, d'où l'utilité de chercher une énergie pour faire naviguer les bateaux. Le vent a déjà longtemps était utilisé car il est souvent présent en mer. Pour capter ce vent, la voile était jusqu'à présent le seul moyen, mais qui impose du travail et connaissance exemple comme vent de face ou absence de vent et difficulté de manoeuvrer (marche arrière). L'emploi des moteurs thermiques a palier à ces carences vis à vis du vent. Mais vu le déclin des réserves de pétrole et rejet dans l'air de CO2 de nouveaux procédés sont étudiés dont celui présent ci-dessous. Ce projet allie le silence, éolienne à dépression + moteur électrique, l'économie d'énergie et le vent, les manoeuvres étant facilitées sont marche avant et arrière comprises + variateur de vitesse. Le vent peut venir de toutes les directions ou on peut fonctionner sans vent exemple rechargé par des batteries au préalable. Ce système au cas ou le bateau est stationné à quai peut générer des projets (vente d'électricité à un fournisseur). Ce bateau sera lesté par des batteries faisant office de quille donc stable et de construction (par rapport à la motorisation thermique) de coût équivalent. La fiabilité sera assurée par le moteur électrique plus résistant qu'un thermique dont l'entretien est plus couteux (carburant, vidange, filtre,courroie etc). L'éolienne employée fonctionne dans toutes les directions de vent (de face, arrière etc) sans aucune attention, ni surveillance, étant choisie de type axe vertical fonctionnant par dépression d'air, son champs de travail est à la verticale dans l'axe du bateau, accaparant la largeur du bateau, elle fonctionnera en naviguant et à l'arrêt du bateau, rechargeant les batteries placées en fond de quille, faisant ainsi office de lest. A l'arrêt, un dispositif est prévu lorsque les batteries sont chargées, l'électricité est détournée vers le réseau EDF ou un compteur déterminera l'électricité fournie. Le sens inverse est à envisager au cas ou il n'y a pas de vent à l'arrêt = anneau de port. Ce sera donc le réseau EDF qui fournira l'électricité pour recharger les batteries. Ce système permettra d'être prêt à lever l'ancre car le. plein deb batteries sera toujours effectué avant le départ permettant ainsi une large autonomie de navigation = minimum 24 h. Les batteries se chargent aussi en naviguant. Ce système «tout électrique » sera approprié pour les professionnels de la mer (marin-pêcheur, transporteur, croisière, plaisancier etc). Le moteur pourra être placé in- bord ou hors-bord pivotant avec son hélice. Dans de cas le moteur doit être étanche. Des panneaux solaires peuvent être ajoutés à l'éolienne rechargeant les batteries des bateaux pour faire de long voyage afin de fournir plus d'énergie (électrique). Les éoliennes seront additionnées 2 )u 3 au plus pour accumuler plus d'énergie, les batteries seront donc augmentées en conséquence. Dans certains cas, il sera préférable d'employer des bateaux à multicoques afin d'augmenter la stabilité et la largeur de flottaison, ce qui permettra d'employer des éoliennes plus larges donc plus puissantes. Les dessins annexés qui illustrent l'invention sont: -figure 1/9, l'éolienne présente ces quatre éléments moteur de face, en réalité, ils sont décalés figure 5/9 et coupe support de mât et génératrice d'électricité. - Figure 2/9 représentant la coupe verticale d'un élément d'éolienne coupe partielle - figure 3/9 coupe horizontale du mât et entrainement et des quatre éléments d'éolienne. -Figure 4/9 détail de l'ensemble représentant les éléments composant un élément moteur d'éolienne - figure 5/9 représentant en réalité les quatre éléments moteur de cette éolienne -figure 6/9 représentant la cage mécano soudée qui est adaptée 10 à la coque pour soutenir une éolienne -figure 7/9 représentant une coupe verticale d'un roulement spécialement adapté au montage des quatre éléments moteur formant l'éolienne -figure 8/9 représentant en figuré le montage des organes 15 faisant fonctionner le bateau - figure 9/9 coupe vu arrière de la quille contenant les batteries Option pour figures 1/9 et 5/9 La disposition présentée sur les figures 1/9 et 3/9 pour les 20 étages IV et III associant deux types de pales peut être remplacé par un seul type de pâle le plus puissant démarrant par la bas IV et la puissance diminuant en remontant. Les déflecteurs d'air seront prévus en conséquence pour chaque type de pâle. Le fonctionnement de ces pâles en forment d'aile 25 d'avion seront du type à aspiration par dépression d'air. L'ÉOLIENNE figure 1/9 démontre les disposition des éléments par étage présenté de face en réalité sont à 45° figure 5/9 . Cette éolienne sera constituée de plusieurs éléments moteur inégaux en taille et puissance, assemblée par collerette 30 formant par étage, l'éolienne. Ces éléments seront disposés à partir du pont du bateau IV, montés de 4 pales tvn_e (1) puis en montant III deux éléments (pales)de type (1) et deux de (2) puis II est équipé de 2 éléments de type (1) puis I est équipé de 2 éléments de type (2). Ces quatre étages seront disposés dans ce cas à 45 degrés les uns des autres, afin que selon la direction du vent, deux cotés sont toujours en action. Cette disposition aura aussi pour but, en plaçant les éléments les plus puissants à partir du pont et qui auront donc plus de prise au vent, les plus grand par le bas (pont)et en réduisant la taille par le haut. Cette disposition a aussi l'avantage d'offrir un angle approprié au filin tendeur (7) qui permettra de rigidifier le mât. L'ORDRE DE MONTAGE figure 1/9 montre le mât (3) qui étant fixé par les deux socles (4) et (5) il est disposé le roulement conique (6) qui s'appuie sur le socle supérieur (5) puis est positionné par le haut l'élément IV qui supporte une poulie (7) entrainant l'alternateur (8) (ou seront préféré l'alternateur à aimants permanents ; ceci démarrent à vitesse réduite) puis un disque de frein (9). En partant du pont sont disposés les roulements (10), les autres éléments III,1I,I sont placés à 45 degrés avec un roulement à leur tête. En tête du mât est disposé la potence (11) de support filin (12). Ces éléments étant présentés tous de face en réalité ils sont disposés à 45° figure 3/9. LES ÉLÉMENTS DE MONTAGE D'UN ETAGE D'EOLIENNE sont fig. 2/9 Sur la coupe horizontale seront représentés un palier (13) et la le une pâle forme(aile d'avion) (1), collerette d'assemblage (15), le roulement à billes (10), le mât le déflecteur d'air (14), tube d'entrainement (16), (3) et le tube de graissage (17 Figure 3/9 coupe verticale de système de graissage, la pompe graissage (17), les roulements l'ensemble de l'éolienne le à graisse (18), le tube de (10), le roulement de base conique (6), le mât (3), le socle de base (4), le socle supérieur (5),le renfort du mât (19) LA FORMATION D'UN ÉLÉMENT D'ÉOLIENNE vu par dessus figure 4/9 montre deux paliers. supérieurs (13) inférieur (20) soutiendront deux à quatre pâles (1) et (2) de forme aile d'avion, travaillant par dépression. Un tube d'entrainement(16) reliera par le centre les deux paliers, il sera usiné pour accueillir le roulement (10). Ces paliers seront percés circulairement formant une collerette (15) servant à assembler les éléments entre eux. Un déflecteur d'air (14) dirigera le vent vers les pâles (1) et (2), le mât (3) soutien les éléments, le roulement (10) servant d'appuis. La figure 5/9 vu dessous démontre les angles 45° employé pour la formation de cette éolienne I-II-III-IV avec leurs éléments = pâles (1) et (2)qui sont disposées de manières différentes selon les étages, la plus puissante démarrant par le pont. Cette formation a pour but de mieux positionner les câbles de soutien du mât. La figure 6/9 montre une cage afin de fixer le mât, il sera prévu une cage en acier mécano-soudée forme des poutres en cornières et carré les dimensions prévues s'adapteront à la coque des bateaux, forme par cadre supérieur (21)qui porte les supports filin (22) un renfort (23) et une croix centrale supérieure (24) soutenant le mât (3) par un socle bloquant (4). Un cadre inférieur (25) et une croix supportant le socle bloquant inférieur (4) ces deux cadres sont reliés par des fermes de jonction (26). Des pattes de fixations (27) fixent cette cage au bateau. Une croix (28) supporte les filins (12). La figure 7/9 démontre à part le roulement de base qui sera du genre conique à rouleaux, les roulements d'étage seront de type oscillant à double rangée de billes (10), équipés d'un fourreau auto serrant (29), car en pratique glisser un roulement sur une axe très long est difficile ainsi que leur remplacement. La difficulté présente pour le blocage du fourreaux qui ne peut s'effectuer car le roulement étant en place, il est impossible de viser un écrou sur la partie inférieure du fourreau qui se trouve prisonnier dans le tube d'entrainement (16). Pour palier à ce problème, il est prévu un aménagement du fourreau qui sera fendu et de forme conique, partie basse, un écrou (30) serre sur un pas de vis plat à cet endroit (31) en serrant le cône se déplace vers le haut, bloquera le roulement (10), le coté haut du fourreau sera ensuite bloqué par l'écrou (32) travaillant sur une pas de vis incliné (33) serrant ainsi le fourreau sur le mât (3). FONCTIONNEMENT Dans le cas de bateau petit et de moyen à grand, un seul générateur sera prévu type enduit permanent, entrainé par poulie et tendeur ou par variateur de vitesse commandé par électroaimants dirigé par un anémomètre (plus performant, évite l'emballement de l'éolienne. FONCTIONNEMENT GÉNÉRAL figure 8/9 L'électricité étant généré par l'éolienne (34) et panneau solaire (35), est acheminé aux batteries (36) par câble (37). D'autres câble (38) conduiront l'électricité au commande (39) près de la barre (40) par la commande (39) le moteur de type inverseur et à vitesse variable entrainera l'hélice (41). Le gouvernail (42) assurera les manoeuvres. Figure 9 vu de coupe des batteries (36) sont logées en fond de 20 quille (43) assurant le lest. 25 30 REVENDICATIONS1) Bateau caractérisé par la propulsion qui est électrique, qui est fourni par une éolienne à axe vertical. Cette éolienne est composée de quatre éléments motrice avec deux modèles de pâles à dépression(aile d'avion) et qui sont disposés en ordre croissant de puissance partant du pont. Elle est construite en quatre étages et forme en étant assemblée, un tube d'entrainement qui tourne autour du mât fixé à la coque du bateau par une cage spéciale auto soudée. Ce tube à entrainement, tourne autour du mât grâce à des roulements spécialement conçus et entraine un générateur électrique (type à enduit permanent) qui fournit l'électricité qui est stockée dans des batteries (classiques) qui sont disposées dans la quille, qui est suralongée faisant ainsi office de leste. Des panneaux solaires placés sur le pont procurent aussi l'électricité aux batteries. Le moteur qui entraine l'hélice est doté d'un variateur de vitesse et d'un inverseur de marche. 2)Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la formation d'un élément d'éolienne montre deux paliers supérieurs (13) inférieur(20) soutiendront deux à quatre pâles (1) et (2) de forme aile d'avion, travaillant par dépression voir figure 4/9. Un tube d'entrainement(16) reliera par le centre les deux paliers, il sera usiné pour accueillir le roulement (10). Ces paliers seront percés circulairement formant une collerette (15) servant à assembler les éléments entre eux. Un déflecteur d'air (14) dirigera le vent vers les pâles (1) et (2), le mât (3) soutien les éléments, le roulement (10) servant d'appuis. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que vu dessous démontre les angles 45° employé pour la formation de cette éolienne I-II-III-IV avec leurs éléments = pâles (1) et (2)qui sont disposées de manières différentes selon les étages voir figure 5/9, la plus puissante démarrant par lepont. Cette formation a pour but de mieux positionner les câbles de soutien du mât. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que une cage qui fixe le mât voir figure 6/9, il sera prévu une cage en acier mécano-soudée forme des poutres en cornières et carré les dimensions prévues s'adapteront à la coque des bateaux, il est formé par un cadre supérieur (21)qui porte les supports filin (22) un renfort (23) et une croix centrale supérieure (24) soutenant le mât (3) par un socle bloquant (4). Un cadre inférieur (25) et une croix supportant le socle bloquant inférieur (4) ces deux cadres sont reliés par des fermes de jonction (26). Des pattes de fixations (27) fixent cette cage au bateau. Une croix (28) supporte les filins. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que un roulement spécial auto-bloquant à voir sur la figure 7/9 démontre à part le roulement de base qui sera du genre conique à rouleaux, les roulements d'étage seront de type oscillant à double rangée de billes (10), équipés d'un fourreau auto serrant (29), car en pratique glisser un roulement sur une axe très long est difficile ainsi que leur remplacement. La difficulté présente pour le blocage du fourreaux qui ne peut s'effectuer car le roulement étant en place, il est impossible de viser un écrou sur la partie inférieure du fourreau qui se trouve prisonnier dans le tube d'entrainement (16). Pour palier à ce problème, il est prévu un aménagement du fourreau qui sera fendu et de forme conique, partie basse, un écrou (30) serre sur un pas de vis plat à cet endroit (31) en serrant le cône se déplace vers le haut, bloquera le roulement (10), le coté haut du fourreau sera ensuite bloqué par l'écrou (32) travaillant sur une pas de vis incliné (33) serrant ainsi le fourreau sur le mât (3). 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le fonctionnement général à voir sur la fig. 8/9, l'électricité étant généré par l'éolienne (34) et panneausolaire (35), est acheminé aux batteries (36) par câble (37). D'autres câble (38) conduiront l'électricité au commande (39) près de la barre (40) par la commande (39) le moteur de type inverseur et à vitesse variable entrainera l'hélice (41). Le gouvernail (42) assurera les manœuvres. Dans la figure présente le moteur est positionné dans la cale. Il peut être disposé hors bord avec un renvoi d'angle orientable commandant l'hélice ou immergé, L'hélice étant en ligne du moteur. Dans ces deux cas, le gouvernail est supprimé. Ce système d'éolienne permet de recharger les batteries en naviguant quelque soit la direction du vent et aussi à l'anneau de quai. Une fois les batteries rechargées, l'électricité produite peut être vendue au réseau électrique ou si faute de vent, elle peut être rechargée par le réseau. Figure 9 vu de coupe des batteries (36) sont logées en fond de quille (42) assurant le lest.