Hydrolienne, nouveau concept la TCPPAM

[pascal HA PHAM]

......ou Turbine à Chaîne et à Pale Pliante articulée sur Maillon....

descriptif du brevet déposé le 05/08/2008 :

" DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION :
La présente invention est une machine rotative polyvalente qui, positionnée en totale immersion, permet de domestiquer les flux naturels éoliens et/ou hydrauliques. Elle s’inscrit dans la famille des turbines. Cette machine est appelée « turbine à chaîne et à pales pliantes articulées sur maillon ».

ETAT DE LA TECHNIQUE :
On connaît depuis très longtemps la chaîne à godet pour monter de l’eau, cependant ce dispositif consomme de l’énergie mécanique pour donner de la dynamique (élévation) à un fluide et il ne semble pas avoir été utilisé dans une fonctionnalité inverse, c'est-à-dire pour convertir en énergie mécanique exploitable, l’énergie contenue dans un flux libre et naturel en mouvement (eau ou vent).
Les éléments mobiles d’un tel système primaire, totalement immergé dans une veine de fluide, subissent une somme d’efforts inverses à l’effort moteur très importante, ne permettant pas d’obtenir un bon rendement, ni d’accepter des vitesses de fluide très élevées.
CYCLE UNITAIRE DE L’ELEMENT MOTEUR DE LA NOUVELLE MACHINE
L’élément moteur de la nouvelle machine est un système de pale à volets mobiles et à géométrie variable caractérisé par un cycle de fonctionnement qui se décompose comme suit :
- Une phase motrice, de valeur linéaire pratiquement identique à l’entraxe de deux roues dentées reliées par une chaîne, phase motrice pendant laquelle la surface des volets mobiles du système de pale présente une incidence au flux maximale - via le calage du bâti pivot de pale orthogonalement au flux, le système ainsi déployé poussant au maximum sur la chaîne.
- Une phase de repli de pale, sur environ un demi tour de roue dentée, pendant laquelle les volets mobiles effacent au maximum leur surface active au flux et prennent une position flottante préalablement au début de phase de remontée.
- Une phase de remontée au flux, de valeur linéaire pratiquement identique à l’entraxe des roues dentées, pendant laquelle les volets mobiles maintiennent l’incidence de leur surface active au flux à une valeur minimale - bâti pivot de pale couché et volets flottants.
- Une phase de redéploiement, ou encore de dressage du bâti pivot et de calage des volets mobiles au flux, sur un demi tour de roue dentée, pour amener le système à une incidence au flux maximale préalablement à la phase motrice.
RESUME DU FONCTIONNEMENT
Selon ce cycle de rotation unitaire de pale et le montage sur une même chaîne de plusieurs systèmes de pales à volets mobiles et à géométrie variable, leurs articulations permettent de transmettre à tour de rôle l’énergie du fluide selon le cycle de rotation unitaire de pale. Ces pales pliantes sont équitablement réparties le long de la chaîne tendue entre deux roues dentées identiques guidées en rotation : l’une est appelée la roue de tête, l’autre, la roue de queue sert à régler la tension de chaîne.
QUATRES VERSIONS
Quatre versions avec des articulations et une géométrie variable des systèmes de pales différentes sont répertoriées. Ces versions sont appelées version Alpha, version bêta, version Delta et version Gama.
Chaque version utilise au moins un bâti pivot (BPV) - simple ou triple - par système de pale, lequel bâti pivot supporte les volets mobiles (VM) et est muni de butées qui transmettent cycliquement les forces du système de pale à la chaîne par calage de la butée principale (BPA) sur une partie des maillons dès le début de la phase motrice.
DESCRIPTIF DETAILLE DE LA VERSION ALPHA :
La turbine à chaîne et à pales pliantes articulées sur maillon exploite l’énergie du vent ou de l’eau au travers d’un ensemble constitué d’une chaîne (CHE) tendue entre deux roues dentées (fig 1).




L'ensemble tourne de façon continue. Plusieurs systèmes de pales pliantes (fig 2) sont montés sur la chaîne et répartis équitablement sur toute sa longueur. L’ensemble sera monté sur un support fixe mais qui devra rester orientable au vent.
La turbine à chaîne et à pales pliantes articulées sur maillon fait usage d’une articulation primaire, pour chaque système de pale, laquelle articulation est réalisée sur l’axe de l’un des maillons. Cet axe (AX) est de même diamètre que les axes d’origine de la chaîne. Sa longueur est néanmoins supérieure et il dépasse de chaque coté du maillon pour guider en rotation le bâti pivot triple de pale (BPV) au travers d’une chape (CHP) aménagée dans la masse du pieds de bâti pivot (fig 1 et 2).
La turbine à chaîne et à pales pliantes articulées sur maillon est équipée de butées de système de pales (BPA) qui limitent l’angle de débattement pour que le flux dynamique naturel vienne appuyer avec une incidence maximale sur les volets mobiles (VM) du système de pales selon une direction orthogonale par rapport au point milieu de sa face active. La direction du flux théorique doit être parallèle au déplacement des brins de la chaîne dans ses parties droites tendues. Chaque butée de pale (BPA) est solidaire de chaque bâti pivot triple (BPV).
La turbine à chaîne et à pales pliantes articulées sur maillon version Alpha a recours à des systèmes pales (fig 2) ayant une structure composite constituée d’un bâti pivot triple (BPV) et de deux volets mobiles (VM) articulés sur le bâti pivot triple, les articulations du couple de volets mobiles sont montées le long des grands montants extérieurs du bâti pivot triple et parallèlement à ces derniers.
LES VERSION BETA DELTA ET TETA :
La version Bêta utilise un bâti pivot simple et une paire de volets mobiles.




Les articulations du couple de volets mobiles sont montées le long d’un bâti pivot simple de petite dimension, parallèlement et de part et d’autre de ses grandes longueurs - à l’image des ailes d’un papillon (fig 3, 4 et 5).
La version Delta utilise un bâti pivot simple et une paire de volets mobiles.



Les deux volets mobiles sont articulées directement sur un deuxième axe, parallèle à l’axe d’attache sur le maillon (AX), ce deuxième axe est situé sur le petit bord du bâti pivot simple – c'est à dire le bord opposé à la chape d’articulation sur la chaîne (fig 6 et 7)
La version Gama utilise deux bâtis pivots simples et deux paires de volets mobiles fixés respectivement sur ces derniers. Les deux premiers volets mobiles sont montées fixes de chaque côté d’un bâti pivot simple principal de petite dimension et deux autres volets sont montées fixes de chaque côté d’un bâti pivot simple secondaire articulé au bâti pivot simple principal par un deuxième axe, lequel est parallèle à l’axe d’attache sur le maillon (AX). Ce deuxième axe parallèle est situé sur le petit bord du bâti pivot simple principal – c'est à dire le bord opposé à la chape d’articulation sur la chaîne.(fig 8 ).
Les versions Alpha, Bêta et Delta possèdent des butées d’appui de volets mobiles spécifiques solidaires du bâti pivot triple (Alpha) ou du bâti pivot simple (Bêta et Delta) (fig 2, 4, 5 et 7) et situées sur leurs montants les plus longs.
La version Téta possède des butées d’appui de volets mobiles spécifiques solidaires des volets eux même (fig .
NOTA 1
Il est à noter que la phase de replis du système de pales (placage du bâti pivot sur la chaîne et libération des volets) s’effectue pendant de demi tour de la roue dentée de queue. De façon presque symétrique, la phase de déploiement du système de pales s’effectue ou par la force centrifuge, et ou par gravité, et ou par la force du vent pendant le demi tour de la roue dentée de tête. (dressage du bâti pivot et fermeture des volets)
NOTA 2
En allongeant la valeur de l’entraxe de roues dentées il est permis d’avoir plusieurs systèmes de pales judicieusement espacées (en file indienne). De cette façon, et en donnant une incidence de quelques dizaines de degrés à l’ensemble de la machine, chaque système de pale continue à contribuer au renforcement du couple de la machine du début jusqu’à la fin de sa phase motrice unitaire. Cet avantage n’est néanmoins valable que sur les versions Delta et Téta.
NOTA 3
Pendant les étapes suivantes : repli du système de pales, remontée au vent et redéploiement du système de pale, les surfaces actives de tous les volets mobiles de pales positionnés dans l’une ou l’autre des 3 phases sont effacés au vent et n’exposent au flux que le minimum : leurs tranches.
C’est la caractéristique intrinsèque de ce type de machine : les efforts antagonistes qui généralement contrarient la phase motrice sont considérablement diminués.
NOTA 4
Le (les) bâti pivot (BPV) assure une multi fonctionnalité au sein de l’organisation de la machine :
Il assure les pivotements et appuis indispensables, il porte les articulations de volets mobiles et les butées, c’est la pièce intermédiaire entre les volets mobiles et la chaîne, c’est aussi à minima un cadre rectangulaire « vide » permettant au pignon et à la chaîne de passer dans sa fente centrale lors de la phase de rotation/enroulement autours des roues dentées. Indissociable de son axe de montage sur la chaîne, le bâti pivot (BPV) constitue la pièce la plus stratégique de la machine. "

voila le copié/collé....
sinon les 8 figures qui vont bien avec .....

PIGNON de TETE VERSION ALPHA :



DETAIL PALES VERSION BETA :





DETAIL PALE VERSION DELTA :




DETAIL PALE DE VERSION GAMA/TETA



et pour finir le premier proto GAMA/TETA qui fonctionne indiférement à l'air et dans l'eau :



Le pales articulée font 10cm *10 cm et le fragile joujou à deja bien servi et avec Raymundo....ça nous à fort amusé.....!



noter : les pigons et la chaîne de vélo....."économique mon cher Watson le proto a du me couter 2,50 €" recup de poubelle et compléments trouvés sur vide grenier local.....bref du développement durable A DONF !

A+

pour bientot un prototype version DELTA plus abouti...digne de ce nom, et les vidéos qui vont bien avec....promis....parole de TRYPHON !



TOURNESOL
_________________
sauve les rêves des autres...alors le tien te sauvera

[pascal HA PHAM]

bonjour,

complément/précisions pour la réalisation simple et rapide d'une version "DELTA" :


A+

Tournesol
_________________
sauve les rêves des autres...alors le tien te sauvera

[pascal HA PHAM]

Bonjour,

"un nouveau petit brevêt pour la route"

Immaginons un drapeau avec sa partie en toile qui devient rigide et qui glisse/tourne de façon contrôlée/cyclée sur la hampe....

Voili Voila :

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION :
La présente invention est une machine rotative polyvalente qui, positionnée en totale immersion, sans système d’adduction ou d’alimentation spécifique, permet de convertir en énergie mécanique les flux naturels éoliens et/ou hydrauliques. Elle s’inscrit dans la famille des turbines. Cette nouvelle machine est appelée « turbine à pale fendue glissant et pivotant sur l’axe moteur ».
ETAT DE LA TECHNIQUE :
On connaît différentes cinématiques de fonctionnement de turbines, mais généralement les pales (ou aubes) sont monolithiques et elles sont fixées à la périphérie d’un tambour/rotor, lequel est monté sur un axe qui tourne parallèlement ou orthogonalement à la veine de fluide d’alimentation. Hormis trois nouveaux concepts, du type turbine polyvalente à guichets en états opposés (brevet N° 07 07904 déposé le 12/11/2007), ou éolienne type mobile à deux plans de rotation imbriqués (brevet N° 07 08238 déposé le 26/11/2007), ou encore turbine à chaîne et à pales pliantes articulés sur maillon (brevet N° 08 04441 déposé le 05/08/2008), aucune cinématique de turbine ne s’appuie sur un cycle unitaire de pale.
Cette nouvelle machine possède un cycle unitaire de pale à deux phases : une phase de remontée au vent et une phase d’empannage moteur. Ce cycle est organisé de telle sorte que le débattement dans l’espace de chaque pale est réduit au maximum. Comme pour les trois nouveaux concept cités précédemment, une machine multi pales réalisée suivant cette nouvelle technologie présente une surface active extrêmement compacte face au flux et ne requiert pas de système de formatage du flux en amont : ce sont là les caractéristiques intrinsèques de ces nouveaux types de machines à cycle unitaire de pale.
CYCLE UNITAIRE DE L’ELEMENT MOTEUR DE LA NOUVELLE MACHINE
L’élément moteur de la nouvelle machine est une pale munie d’une fente dans toute son épaisseur. De cette façon un axe moteur permet de traverser la pale de part en part et peut se positionner à une extrémité ou à l’autre de la fente – en butée arrière ou en butée avant - à l’image d’un drapeau dont la hampe pourrait coulisser latéralement par rapport à la partie flottante selon un cycle à deux phases (fig 1).L’ axe moteur est encore appelé « hampe pivot » du fait de sa double fonctionnalité – motrice et de guidage/positionnement.
- Une phase motrice, de valeur angulaire 180 °, phase motrice pendant laquelle la pale réalise un empannage – en partant d’un calage initial de la fente de pale en butée arrière sur une hampe pivot qui fait aussi office d’axe moteur. Le couple moteur est récupéré par un levier à deux galets, montée sur l’axe moteur, et sur laquelle appuie la pale.
- Une phase de repositionnement initial de la pale par glissement le long d’une platine guide extérieure qui fait aussi office de support moteur. Durant cette phase de repositionnement, la fente de pale quitte la position « butée avant » sur la hampe pivot pour atteindre la position « butée arrière » propice au démarrage de la phase motrice suivante. La phase de repositionnement est assurée par un système bielle manivelle couplé à l’axe moteur et tournant exactement à la même vitesse, la valeur angulaire de la phase de repositionnement est aussi de 180°.
NOMENCLATURE DES COMPOSANTS (fig 1)
PALE FENDUE (PF ) :
La pale fendue est de forme carrée ou rectangulaire, elle comporte une fente longitudinale traversante logée dans son épaisseur. Cette fente est d’une largeur constante de valeur nominale identique au diamètre de l’axe moteur. La fente est terminée par des rayons. De ce fait la pale est assimilable à un tube de section constante en forme d’anneau très aplati. Une machine générique possède deux pales fendues.
L’AXE MOTEUR (AM) :
L’axe moteur est de longueur supérieure à deux fois la largeur d’une pale. Son diamètre nominal est identique à la largeur de fente de pale. Ses deux extrémités reposent dans une platine guide support moteur. Au milieu de l’axe moteur sont disposés un pignon de transmission (PT) pour réaliser le couplage rotatif avec un double système bielle manivelle de poussées de pales, et, de part et d’autre, deux roues libres à cliquet permettant à deux leviers à deux galets de tourner.
LA PLATINE GUIDE SUPPORT (PG) :
C’est une plaque d’un seul tenant comportant 4 zones de fonctionnalités de guidage :
Une zone de guidage de l’axe moteur munie de deux alésages de diamètre nominal identique au diamètre nominal de l’axe moteur ; une double zone de platines de guidage longitudinal, pour chacune des pales, assurant le déplacement lors des phases de repositionnement ; une zone de guidage de l’axe du système bielle manivelle munie de deux alésages de diamètre nominal identique au diamètre nominal de commande du système bielle manivelle et une double zone de glissières assurant le coulissement de chaque pieds de bielle du double système bielle manivelle.
LE DOUBLE SYSTEME BIELLE MANIVELLE :
Ce système est composé de deux manetons (MN) excentrés montés aux deux extrémités d’un axe de commande (AC) et calés diamétralement opposés l’un par rapport à l’autre, le rayon d’excentration des manetons est de valeur nominale identique à la demi longueur de la fente de pale ou encore le demi déplacement de chaque pale au cours de la phase de repositionnement initial. L’axe du système bielle manivelle est équipé en son milieu d’un pignon de transmission (PT) – identique à celui de l’axe moteur – afin de réaliser un couplage rotatif avec l’axe moteur via une chaîne. Chaque bielle (BL) s’articule sur chacun des deux manetons avec un guidage respectif des deux pieds de bielle sur la platine support au niveau de chaque noix (NP) de poussée de pale.
LES LEVIERS A DEUX GALETS (LD) :
Chaque pale possède son propre levier à deux galets sur lequel elle vient périodiquement appuyer durant la phase motrice de valeur angulaire 180°. Chacun des deux leviers à deux galets est doté d’une roue libre à cliquets (RL) montée sur l’arbre moteur. Durant la phase de repositionnement de pale, le levier à deux galets de la pale considérée ne se déplace pas.
NOIX DE POUSSEE DE PALE (NP) :
Lors de sa phase de repositionnement initial, chaque pale est poussée par une noix guidée par une des glissières aménagée sur la platine guide support. Sur chacune des noix vient s’articuler un des deux pieds de bielle du double système bielle manivelle.
CHAINE DE TRANSMISSION (CH) :
Une chaîne de transmission assure la liaison entre le pignons central de la l’axe moteur et le pignon central de l’axe de commande du double système bielle manivelle.
FONCTIONNEMENT
L’une des pales est en début de phase motrice, l’autre en début de phase de repositionnement, La pale exerçant l’empannage moteur de 180° pousse alors sur son levier à deux galets lequel entraîne l’axe moteur par le cliquet/roue libre.
Dans un même temps l’axe moteur entraîne le double système bielle manivelle dont l’une des bielle pousse l’autre pale et exécute ainsi sa phase de repositionnement. Il est important de préciser que pendant la phase de repositionnement de la deuxième pale, l’axe moteur n’entraîne pas le deuxième levier à deux galets car son cliquet n’est plus actif et c’est la fonctionnalité roue libre qui s’exprime alors.
VERSIONS
Deux modules génériques de turbine à pale fendue peuvent être associé dans un montage côte à côte avec deux axes moteurs tournant dans le sens inverse l’un de l’autre.
Le montage côte à côte peut être de deux genres : les platines guides support sont montées en pleine phase dos à dos ou les pales sont face à face en décalage angulaire de phase de 90 °.
Ces versions ainsi constitué est à quatre pales : deux en phases motrices contre rotatives et deux en phase de repositionnement par des glissements parallèles et identiques.
De tels types d’assemblage doubles ne requièrent qu’un seul double système à bielle manivelle, lequel poussera ensemble les deux pales en phase de repositionnement
La contre rotativité des deux axes moteur pourra, par exemple, être assurée par un couplage de pignons intermédiaire aux deux modules.
Une version encore plus aboutie combinant/alternant des platines dos à dos puis des pales face à face permettra de mieux exploiter la conversion de l’énergie du flux naturel. La compacité d’un tel arrangement face à une veine de fluide naturel (eau ou vent) est maximale.

Une espèce d'insecte atypique....Juste pour se faire plaisir :



Bon je retourne à autre chose.....

TOURNESOL
_________________
sauve les rêves des autres...alors le tien te sauvera

[Remundo]

Hello Pascal,

Et hop, une petite publication de plus !

Pour ceux qui veulent télécharger facilement, c'est sur:
http://sycomoreen.free.fr/syco_annonces.html

depuis déjà quelques jours... en exclusivité mondiale

International visitors
Hello Pascal,

And hop, a little publication more !

For people who wants to download easily, this is on:
http://sycomoreen.free.fr/syco_annonces.html
(abstract in English available)

since a few days in worlwide exclusivity

Bye !
_________________
http://sycomoreen.free.fr

[martien007]

Les 2 inconvénients que je vois :

1 - Dans l'air : le système en mouvement doit être ( très ? ) bruyant : chaine / pignons + pales qui se rabattent ......

2 - dans l'eau : ça peut résister combien de temps à la rouille + aux ONI (objets non identifiés ) qui vont se coincer entre la chaine et les pignons et tout bloquer.

A par ces remarques bravo Professeur Tournesol.

[pascal HA PHAM]

bonjour martien007,

Ok c'est vrai, dans l'air, le proto actuel fait un peu de bruit....
Raymundo qui a assisté/collaboré aux essai de la versio à chaîne/pignons le confirmera probablement.....

mais pas tant de bruits que cela finalement....sauf quand ça s'envolle d'un seul coup !

oups !

Maintenant dans l'eau il ne faut pas utiliser autre chose que de l'inox ou des matériaux qui ne s'oxydent pas (plastiques ?).....

concertant les ONI c'est le même topo que pour d'autre turbines il faut un filtre à mailles qui les retiennent.....et/ou des dispositifs amont qui favorisent leur rétention.
Comme on est en immertion totale il y en a quand même moins qu'en surface (je pense à nos rivières/fleuves).

Dans les océans maintenant ?

aucune grille ne pourra retenir un sous marin, un cachalot ou une pieuvre géante (et génante...)
(commentaire digne de Gaston LAGAFFE)

ces 2 concepts marrants sont juste là pour illustrer qu'il y a toujours de l'espace pour la gesticulation neuronique,
Laquelle s'inquiète de trouver des curiosités atypiques/exotiques qui feront peut être un jour des petits.

et merci de ton commentaire !

Tournesol
_________________
sauve les rêves des autres...alors le tien te sauvera

[Remundo]

On a fait un essai en tuture sur les petites routes du Perche. Hein Pascal ?

ça fait un peu de bruit, mais pas tant que ça...

Dans l'eau, ça ne fait presque pas de bruit. Et après optimisation, ça fera largement moins de bruit qu'une mobylette

Pour la faune aquatique, il suffit de mettre des protège-chaîne, comme sur les vieux vélos...
_________________
http://sycomoreen.free.fr