CH636169A5

CH636169A5 - Appliance intended for collecting energy

Info

Publication number: CH636169A5
Application number: CH131080A
Authority: CH
Inventors: Andre Gerard Schellekens
Original assignee: Schellekens Andre G
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1980-02-18
Publication date: 1983-05-13
Also published as: FR2449209A1; DE3005992C2; NL7902783A; DE3005992A1; BE874276A; FR2449209B1

Description

L'invention concerne un appareil permettant de capter de l'énergie à partir d'un fluide. L'appareil est construit en particulier pour transformer, avec un haut rendement, l'énergie éolienne en une énergie mécanique ou électrique.

Il existe nombre d'appareils de ce genre, mais ceux qui ont un rendement élevé présentent en général des surfaces compliquées, non développées et, par suite, chères à usiner. De plus, lorsqu'ils sont prévus pour travailler avec un rendement encore acceptable aux faibles vitesses d'écoulement, comme c'est le cas pour certaines hélices d'éoliennes à surfaces développables, leur encombrement est relativement grand, ce qui entraîne une construction lourde, et donc chère.

L'invention a pour objet la réalisation d'un appareil de construction compacte et très simple, dont la turbine réagit déjà avec un bon rendement à des vents ou à des déplacements d'air de faible importance.

Les applications évidentes de l'appareil selon l'invention sont à rechercher dans les domaines de la production de l'électricité à usage domestique, dans ceux des installations industrielles ou agricoles éloignées et privées de communication, de la transformation d'énergie mécanique en énergie thermique, en coopération ou non avec des pompes de chaleur, et des collecteurs d'énergie solaire.

D'autres applications ont trait à l'équipement de stations météorologiques, océanographiques, séismographiques, ainsi qu'à la protection cathodique de pipelines, etc.

L'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il consiste en une série de disques parallèles, et en ce qu'entre deux de ces disques est monté un certain nombre d'aubes principales qui, chacune, coopèrent avec une aube de renvoi.

Ces aubes peuvent présenter une forme arquée, dirigée vérs l'intérieur, et la projection des aubes de renvoi sur les disques présentera de préférence un demi-cercle.

Chacune des aubes principales peut décrire un arc de cercle qui s'étend depuis un point tangent de cet arc de cercle situé sur le périmètre des disques et un point situé aux trois quarts environ du diamètre de l'aube de renvoi coopérant avec l'aube considérée, en direction du centre des disques.

Les aubes principales peuvent être comprises entre deux plans radiaux déterminant un angle de 60°, et les aubes de renvoi entre deux plans radiaux déterminant un angle de 10° environ.

Les détails et avantages de l'invention résulteront de la description qui sera donnée ci-après d'une forme d'exécution de l'invention. Les notations de référence se rapportent aux figures du dessin, dans lequel:

la fig. 1 est une représentation en perspective qui illustre la position des aubes et des aubes de renvoi dans l'appareil selon l'invention, et la fig. 2 est une représentation géométrique de l'unité modulaire qui détermine le rapport aube/aube de renvoi.

L'appareil selon la fig. 1 consiste en un certain nombre de disques parallèles 1 et 2, deux d'entre eux étant représentés à la fig. 1. Entre deux disques parallèles sont montées trois aubes 3 qui coopèrent avec des aubes de renvoi 4.

Les aubes 3 s'étendent selon des arcs de cercle qui sont tangents dans les points T-T' au périmètre des disques 1 et 2 et qui sont recourbés vers l'intérieur. L'extrémité d'une aube dirigée vers l'aube de renvoi considérée coupe la ligne de centre d'une aube de renvoi au trois quarts de la longueur de celle-ci, mesurée en direction du centre des disques 1 et 2.

La ligne de centre de chaque aube de renvoi tombe, dans chacun des disques 1 et 2, dans un plan imaginaire normal à ces disques qui s'étend selon un rayon de ces disques.

La hauteur des aubes 3 et des aubes de renvoi 4 est égale à deux fois le diamètre des aubes de renvoi.

Dans ces conditions idéales, deux de ces plans imaginaires successifs forment des angles de 120°. En fonction des circonstances, un tel plan imaginaire peut également correspondre à une droite qui ne s'étendrait pas selon un rayon d'un des disques 1 ou 2.

La demi-surface de révolution que constituent les aubes de renvoi est, en effet, déterminée par le rayon du demi-cylindre et se trouve en rapport avec le rayon des disques 1 et 2.

Ainsi qu'il a déjà été dit plus haut, chaque aube courbe 3 coupe la ligne de centre d'une aube de renvoi aux trois quarts de sa distance, mesurée en direction du centre des disques 1 et 2.

De préférence, l'appareil est conçu de telle sorte que l'axe 5' soit vertical; cet axe peut toutefois également s'étendre horizontalement.

Dans la description qui en a été donnée ci-dessus, l'appareil ne comporte pas deux disques 1 et 2 et trois aubes 3 coopérant avec des aubes de renvoi 4. Lorsqu'on prévoit un second jeu d'aubes entre l'un des disques 1 ou 2 et un troisième disque disposé en dehors de ceux-ci, les aubes 3 et les aubes de renvoi 4 sont prévues, chaque fois, entre les aubes et les aubes de renvoi prévues actuellement.

Pour ce qui est du rapport entre les aubes de renvoi et la hauteur de=ces éléments entre les disques, il y a encore lieu de tenir compte de ce qui suit pour ce qui est de l'unité de base ou modulaire de l'appareil:

Si, en se référant à la fig. 2, lors du calcul de ce moule, R est considéré comme le rayon d'un cercle à l'intérieur duquel est inscrit le triangle ABC, on obtient les valeurs suivantes:

diamètre des disques: 16 R

distance entre les disques: 16 R

diamètre de l'aube de renvoi: 2 R

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

636 169

Un module construit sur la base d'une ligne de centre ou diamètre d'une aube de renvoi 4 est représenté à la fig. 2.

La place occupée dans les aubes de renvoi est définie de la façon suivante:

a) tangente à la circonférence du disque, 5

b) tangente à la circonférence simusoïdale de la surface totale du module.

Il s'ensuit que la courbure des aubes 3 variera en fonction des aubes de renvoi qui, elles-mêmes, doivent être aussi tangentes que possible à la surface modulaire totale. io

Pour chaque disposition, les rapports indispensables devront être observés pour obtenir un rendement optimal. Lors de vents plus violents ou lors d'une poussée plus forte du fluide, les aubes de renvoi seront placées sur le pourtour extérieur des disques. Dans certains cas, plus d'une aube pourra coopérer avec une aube de renvoi.

Ce n'est pas la position absolue des aubes 3 qui est importante, mais leur position par rapport aux aubes de renvoi. Un même rapport doit toujours exister entre les aubes et les aubes de renvoi, attendu que ces éléments ne peuvent fonctionner de manière optimale que lorsqu'elles sont complémentaires. Il est à remarquer que le mouvement du fluide entre les disques en mouvement est un mouvement relatif. Chaque compartiment est influencé en même temps par deux vitesses: la vitesse d'écoulement du fluide à travers l'appareil et la vitesse dite vitesse de transfert. Cette considération est essentielle pour la détermination de l'unité modulaire précitée et le rapport aube/aube de renvoi.

R

1 feuille dessins

Claims

636 169

1. Appareil permettant de capter l'énergie d'un fluide, notamment du vent, caractérisé en ce qu'il consiste en une série de disques parallèles, et en ce qu'entre deux de ces disques est monté un certain nombre d'aubes principales qui, chacune, coopèrent avec une aube de renvoi.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les aubes principales présentent une forme arquée dirigée vers l'intérieur.

2

REVENDICATIONS

3. Appareil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la projection des aubes de renvoi sur les disques représente un demi-cercle.

4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chacune des aubes principales décrit un arc de cercle qui s'étend depuis un point tangent de cet arc de cercle situé sur le périmètre des disques et un point situé aux trois quarts environ du diamètre de l'angle de renvoi coopérant avec l'aube principale considérée, en direction du centre des disques.

5. Appareil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les aubes principales sont comprises entre deux plans radiaux déterminant entre eux un angle de 60° environ, et en ce que les aubes de renvoi sont comprises entre deux plans radiaux déterminant un angle de 10° environ, mesuré à partir du centre des disques.

6. Appareil selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les aubes de renvoi ont leur côté concave dirigé en direction des aubes principales.

7. Appareil selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, entre chacune des aubes principales et le côté convexe d'une aube de renvoi coopérant avec une aube située en amont de ladite aube principale, en considérant le sens de rotation de l'appareil, subsiste un arc de cercle de 48° environ, ledit arc de cercle étant compris entre un rayon qui prend la circonférence d'un disque à l'endroit où une aube principale prend naissance sur le pourtour dudit disque et un rayon tangent à l'aube de renvoi précitée.

8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la hauteur d'une aube principale ou d'une aube de renvoi, mesurée entre deux disques, correspond à deux fois le diamètre d'une aube de renvoi.