Brevet FR2983254A1 — publié le 20130531

GÉNÉRATWR D'ENERGIE HYDRAULIQUE EQUIPE D'UN DÉFLECTEUR BUS QUE La présente invention concerne un générateur d'énergie utilisant les courants d'eau. Elle assemble dans un caisson rectangulaire immergé dans des courants d'eau, deux roues hydrauliques verticales à aubes, équipées d'un déflecteur de forme busquée dans le but d'améliorer le rendement énergétique de ces roues hydrauliques. En effet si on se réfère à la figure I qui représente en coupe horizontale le principe de fonctionnement d'une roue hydraulique cylindrique à aubes placée dans un 10 courant d'eau générant les forces F1, on constate que les aubes situées à droite présentent une courbure leur permettant de capter les forces des courants d'eau Fi et donc de générer un couple moteur Cm avec une rotation à droite. Par contre les aubes de gauche refoulent les courants en développant un couple résistant Cr. En conséquence le couple effectif a pour valeur :Ce -= Cm - Cr. Malgré les 4,e améliorations apportées aux formes des aubes pour réduire la valeur de Cr, celui-ci reste très pénalisant. L'invention a pour objectif de supprimer le couple résistant Cr, en disposant à l'arrière d'un caisson parallélépipédique immergé face à des courants d'eau, une paire de roues hydrauliques cylindriques équipées d'aubes longitudinales et placées 20 cote à cote dans un plan verticale avec un positionnement centré sur la façade du caisson, en disposant aussi un déflecteur busqué tel que représenté sur la figure 2 au centre de la façade avant du caisson, afin de détourner les courants d'eau vers l'extérieur de la paire de roues et permettre aux aubes de retourner vers le centre sans rencontrer de contre-courant. 25 Ce caisson est, constitué par deux parois horizontales supérieure et inférieure, raccordées sur deux parois latérales verticales disposées en vis à vis pour former les deux derniers côtés qui sont des façades ouvertes, la façade avant étant celle disposée face aux courants d'eau, Il porte en façade avant et sur toute sa hauteur, le déflecteur busqué en tôle situé en 30 position centrale et dont les deux parois verticales qui séparent ladite façade en deux entonnoirs, renvoient vers les cotés latéraux dudit caisson les filets de courant d'eau grâce à leur courbure convexe, Il possède des parois verticales latérales divisées chacune verticalement en deux panneaux qui se décomposent en deux panneaux avant rectilignes évasés vers Cl'extérieur et en deux panneaux arrière courbés vers l'intérieur pour être concentriques avec lesdites roues hydrauliques . Il est équipé d'une paire de roues hydrauliques à corps cylindrique vertical ---portant longitudinalement sur toute la hauteur de leur paroi des aubes à fond courbé, 40 ---se positionnant au centre de la façade arrière du caisson (1) et occupant toute sa hauteur ---disposant les parois cylindriques tangentiellement à l'alignement des parois du déflecteur, --- utilisant pour porter chacune desdites roues, un arbre vertical tournant, tenu à 45 chaque extrémité par un palier fixé sur les parois horizontales supérieure et inférieure dudit caisson. Il possède les moyens : - d'être porté par un mât tubulaire creux vertical constitué par l'assemblage de trois tubes creux concentriques : --- un tube intérieur creux le traversant en un point situé dans le plan de symétrie vertical dudit caisson, pour prendre appui sur le sol par l'intermédiaire d'une embase. Ledit tube intérieur est équipé intérieurement d'un système de manutention comprenant par exemple un vérin hydraulique agissant sur une paire de poulies mouflées à plusieurs brins d'un câble de manutention dont les extrémités sortent à l'extérieur dudit tube intérieur par des poulies de renvoi. Il porte sur toute la /0 longueur de la face extérieur de sa paroi, une paire de guides en profilés carrés fixés selon des positions diamétralement opposées, --- un tube intermédiaire creux coulissant uniquement verticalement le long dudit tube intérieur à l'aide d'un dispositif comprenant : - l'accrochage des extrémités des câbles de manutention sur la face intérieure de sa 4 paroi, - la fixation selon des positions diamétralement opposées, sur l'intérieur de sa paroi et sur toute sa longueur, d'une paire de glissières constituées chacune par deux profilés carrés dont l'écartement leur permet d'emboîter les guides . - le port à l'extérieur de son sommet, d'une couronne d'orientation manoeuvrée par Ro un moteur, --- un tube extérieur creux coiffant l'ensemble, pour prendre appui à l'intérieur de sa partie sommitale sur la couronne d'orientation dudit tube intermédiaire afin d'appliquer sur ledit caisson qu'il porte en partie basse, les mouvement de translation et de rotation que lui transmet la dite couronne. 25 Pour augmenter la puissance des courants d'eau, l'ouverture avant du caisson est agrandie par une inclinaison des parois verticales latérales du caisson, vers l'extérieur et en concentrant les filets des courants d'eau qui sont maintenus à l'aide d'une courbure de la partie arrière des parois verticales concentriques aux roues hydrauliques, 3o - de pouvoir ouvrir ou feinter l'entrée des courants d'eau, car les parois du déflecteur,et les panneaux avant des parois latérales du caisson ainsi que ses entrées, sont constituées d'un système d'emboîtement de grilles fixes composées de plats horizontaux et de grilles pivotant autour d'axes verticaux composées de cornières horizontales orientées selon une bissectrice horizontale et pouvant bs s'emboîter entre les lames afin de constituer une paroi étanche ou au contraire s'écarter des lames des grilles des entrées du caisson pour laisser passer les courants d'eau,les mouvements de rotation desdites grilles mobiles étant assurés par des vérins rotatifs hydrauliques accouplés auxdits axes verticaux. L'assemblage des trois tubes creux concentriques possèdent des moyens de centrage yOdes espaces annulaires formés entre eux, à l'aide de patins de glissement répartis par nombre de quatre sur un plan horizontal situé au bas de l'intérieur du tube extérieur, au bas de l'intérieur du tube intermédiaire et à l'extérieur de son sommet ainsi qu'à l'extérieur du sommet du tube intérieur Le générateur d'énergie hydraulique produit de l'électricité en accouplant un ealtemateur électrique sur chacun des bouts d'arbre de rotation des roues hydrauliques . D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit, en référence aux dessins annexés qui en présentent à titre d'exemples non limitatifs un mode de réalisation préférentiel. Sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description sont représentés : à la figure 1 un schéma des couples développés par une turbine immergée dans un courant à la figure 2 un schéma des couples obtenus par le dispositif de l'invention, à la figure 3 une coupe verticale sur le caisson et ses équipements, /0 à la figure 4 une coupe horizontale sur le caisson et ses équipements, à la figure 5 une coupe verticale sur le mât tubulaire selon CD, à la figure 6 une coupe horizontale du tube creux intérieur,selon AB, à la figure 7 une coupe verticale sur les deux tubes intermédiaire et extérieur, à la figure 8 une coupe horizontale sur les deux tubes intermédiaire et extérieur; 4 à la figure 9 les coupes verticales sur les grilles selon EF et GH, à la figurel0 une coupe horizontale sur les grilles du caisson L'invention se définit sur les figures 4 et 5 par les éléments suivants : - le caisson 1 immergé dans les courants d'eau FI, dont : 20 ---la façade avant rectangulaire porte en son centre un déflecteur busqué 2 en tôle ayant pour but de détourner les filets de courant d'eau 3 du centre vers les bords intérieurs dudit caisson, ---les deux parois verticales latérales qui sont partagées verticalement en deux panneaux dont on distingue les deux panneaux avant 4a et 4b rectilignes et évasées 25 vers l'extérieur pour capter un maximum de courants compatible avec les problèmes de turbulence et les panneaux arrière 4 c et 4d courbés vers l'intérieur pour contenir les courants sur les bords dudit caisson, - la paire de roues hydrauliques 5a et 5b à aubes constituées par un corps cylindrique longitudinal 6 portant à l'extérieur sur toute la hauteur de ce cylindre les 30 aubes 7 bordées par les disques fermant les extrémités desdites roues et orientées pour faire tourner la roue de droite dans le sens de la droite et la roue de gauche dans le sens de la gauche.Chacune desdites roues est portée par un arbre tournant 36 vertical tenu à chaque extrémité par les parois supérieure 41 et inférieure 42 du caisson 1 à l'aide de palier 37. Ladite paire de roues est implantée sur la façade 3Sarrière rectangulaire du caisson 1 dans un plan vertical perpendiculaire aux lignes de courant d'eau de façon à ce que la tangente à la paroi du corps cylindrique 6 borde les filets des courants d'eau dans l'alignement des parois 2a et 2b du déflecteur busqué 2. Ce dispositif permet de faire pénétrer les aubes 7 dans les courants d'eau concentrés 1/0pour en capter l'énergie cinétique puis d'accompagner ces aubes jusqu'à la partie courbée des parois latérales 4c et 4d. Il permet aussi, l'échappement libre du courant d'eau par l'arrière du caisson pour éviter des effets de contre-courant sur les aubes dans leur phase de retour vers l'avant. - les deux alternateurs électriques 8 montés en bout des arbres 36 des roues (45 hydrauliques L'invention se définit sur les figures 5 et 6 par le mât 9 298 3 2 54 4 dont l'emplacement repéré sur la figure 4 se situe sur le plan vertical central de symétrie 10 du caisson 1. Ce mât se compose de trois tubes creux concentriques emboîtés les uns dans les autres et assurant la fonction: - pour le tube creux intérieur 11, de porter l'ensemble, en traversant le caisson 5 1, pour prendre appui sur le sol à l'aide d'une embase 12, en possédant des moyens : ---de manutention verticale qui peuvent être obtenus par exemple, par un vérin hydraulique 13 tirant ou repoussant un jeu de poulies mouflées 14a et 14b dans lesquelles passent un câble 15 dont les extrémités 15a et 15b peuvent se déployer le long de la paroi extérieure dudit tube intérieur en passant dans les poulies 14e et 10 14d. - de guidage en possédant une paire de guides 16 composés de profilés carrés fixés selon des positions diamétralement opposées sur toute la hauteur dudit tube intérieur. - pour le tube creux intermédiaire 17, de translater verticalement par rapport 45 au tube intérieur lien accrochant sur sa paroi coté intérieur, les extrémités du câble 15a et 15b et de porter sur son sommet une couronne d'orientation 18. - pour le tube creux extérieur 19, de coiffer l'ensemble, de prendre appui sur la couronne d'orientation 18 qui lui transmet les deux mouvements : translation verticale et rotation horizontale Étant donné que ce tube 19 porte en partie basse le 2.0caisson 1, il peut lui impulser les deux mouvements précités. L'invention se définit sur les figures 7 et 8 par : --- les moyens de faire varier le positionnement du caisson 1 par rapport aux courants d'eau : - sur un plan strictement vertical en ce qui concerne le tube intermédiaire 17 qui as possède une paire de glissières 20 fixées sur sa paroi intérieure selon des positions diainétralement opposées et chacune de ces paires étant constituée par deux profilés carrés dont l'écartement permet leur coulissement dans les guides 16 du tube intérieur 11 représentés sur la figure 6, - sur un plan horizontal par rotation du tube extérieur 19 entraîné par la couronne 30 d'orientation 18 animée par le moteur 21. --- les moyens de régler les écartements entre les différents tubes creux précités et de réduire les forces de frottement en disposant des patins de glissement en PEHD 1000 par nombre de quatre uniformément répartis selon un cercle horizontal situés en 22 et 23 sur la face intérieure du tube 19, en 24 sur la face intérieure de 35 la paroi du tube 17 et en 25 sur la paroi extérieure du tube 11 représenté sur la figure 5. --- les moyens d'accéder aux équipements intérieurs par les trappes de visites 26, 27 ainsi que 28 représentée sur la figure 5. L'invention se définit sur les figures 9 et 10 par eo des moyens de fermer ou d'ouvrir l'entrée des courants d'eau en constituant les parois 2a, 2b, 4a, 4b et les entrées du caisson 1 par un ensemble : --- de grilles fixes composées de plats horizontaux 31 repartis selon un espacement régulier, ---de grilles mobiles pivotant sur les axes verticaux 32, 33a, 33b et 34 et constituées q5 par des cornières 35 horizontales dont le dimensionnement et l'espacement leur permet de s'emboîter entre les plats 31 lorsque les grilles mobiles pivotent contre les grilles fixes 29 et 30 pour fermer les entrées d'eau ou lorsque lesdites grilles mobiles pivotent contre les grilles fixes des parois 4a, 4b, 2aet 2b pour assurer l'étanchéité desdites parois.La rotation des grilles mobiles est assurée par des vérins rotatifs hydrauliques 38,39a, 39b, et 40 accouplés sur lesdits axes verticaux et fixés sur les parois horizontales 41 et 42