La présente invention consiste en un bloc moteur susceptible de capter la force vive de masses d'eau en mouvement & de la convertijen un mouvement de rotation du système autour d'un axe vertical
L'originalité du dispositif consiste en ce qu'il transforme directement lténergie reçue en mouvement rotatif , sans le truchement d'aucun organe de distribution tel que ceux - injecteur , buse , couronne directrice qui orientent le flux vers les pales ou aubes des roues & turbines traditionnelles
Le système est plus particulièrement destiné à capter 1énergie méca nique , cinétique & potentielle , développée par la houle marine au yoi singe des cotes . Du fait de la direction instantanee des différentes molécules d'eau dans leur mouvement ondulatoire , de celle de propagation des ondes , & du poids des masses en cause , il est soumis à des forces d'orientations variées
Principe du dispositif
La surface d'une sphère, orientée dans toutes les directions possibles semble convenir pour recueillir des quantités de mouvement développées par de telles forces .Si la sphère est mobile autour d'un axe fixe passant par son centre à a' ltexception de celles qui sont situées dans des plans passant par l'axe dott toute -action serait détruite par la réaction de celui-ci ces forces tendent à faire tourner le système , les unes dans un sens 9 les autres dans le sens inverse
Le dispositif selon l'invention utilise l'un de ces groupes de forces pour obtenir la rotation , dans un seul sens , d'un bloc moteur inscrit dans une surface sphèrique , en neutralisant partiellement l'action des forces antagonistes
Description du dispositif
L'appareil comprend plusieurs aubes identiques & contigus , disposées à
intervalles angulaires égaux autour d'un arbre vertical , dont l'axe passe par le centre de la sphère . L'arbrjest solidaire du bloc & tourne donc avec lui . La figure I représente une coupe de l'arbre moteur ainsi que la projection verticale de la directrice d'une aube
La partie supérieure de l'arbre (I) est maintenue dans sa position verti cale par un portique (2) , que l'arbre traverse dans un coussinet (3) la mission de cette partie de l'arbre est de transmettre le mouvement de rotation ( à une génératrice électrique par exemple ) .La partie inférieure de l'arbre (4) se termine par un pivot (5) tournant dans une crapaudine .(6)
Dans la suite de la présente désignation sont appelés : pôles du système les points de contact de l'axe de rotation avec la surface de la sphère enveloppe , & : parallèles , les sections de cette surface par des plans perpendiculaires à l'axe . D'autre part , le qualificatif "suivante" appliqué à une aube , se réfère à tne succession dans le sens du mouvement mais le système étant supposé au repos .La figure 2 évoque le tracé d'une aube dans sa sphère enveloppe
Chaque aube est dessinée par une droite perpendiculaire à l'axe de la sphère (7) dont le pied parcourt celui-ci d'un pôle à l'autre , à vitesse constante , pendant que la sphère tourne elle-même , d'un mouvement uniforme, de I80 degrés . Une telle génératrice dessine sur la surface de la sphère une courbe directrice coupant à 45 degrés tous les parallèles . En raison de cette propriété , & par comparaison , cette directrice peut hêtre appelée
Hélice sphèrique .Elle forme le bord externe de l'aube (8) . Le bord interne (9) de forme hélicoïde également , est tracé dans la sphère par un point de la même génératrice & tel que sa distance à l'axe soit , avec la distance à l'axe de son homologue , dans un rapport constant .Entre les 2 courbes limitant cette surface règlée , la face motrice de l'aubef t ou intrados , a un profil concave , comme le montre en (10) la coupe du sys- tème par un plan perpendiculaire à l'axe & passant par son centre ; cette forme de gouttiere empêche la dispersion des masses de fluide qui y entrent & la perte de la force vive quelles conservent apyres impact, & utilise d'autre part , à la fin de leur action cinétique , leur poids pour favoriser la rotation du système .La seconde face de l'aube 2 comprise entre son bord externe & le bord interne de 11 aube suivante , & ici appelée face postérieure (II), a une forme convexe pour limiter l'action des masses d'eau qui tendraient à faire tourner le système en sens contraire , en dirigeant partiellement le fluide réfléchi sur sa surface , vers de la roue , ou vers l'intrados de l'aube suivante . Mais une meilleure compensation de ces forces antagonistes est obtenue en jumelant 2 roues de mêmes caractéristiques , mais dont les aubes sont orientées en ses in- verses .Comme les ondes liquides se meuvent sur un large front , quand elles agissent sur les faces postérieures des aubes de l'une des roues freinant ainsi son mouvement normal , elles actionnent simultanément les intrados de la roue jumelle qui tourne en sens inverse de la première ; les rotations des 2 roues s'ajoutent par le truchement d'un engrenage ou d'une courroie croisée , & l'énergie totale est recueillie sur l'un des arbres
La figure 4 schématise ce dispositif .La convexité de la face postérieure de l'aube s'atténue vers le pôle inférieur de la roue , pour faciliter l'accès à l'intrados de l'aube suivante , de masses d'eau qui , après impact , ne peuvent plus , en raison de leur niveau , avoir d'action potentielle en sortant du bloc moteur
Le nombre des aubes du dispositif peut varier . ta coupe de la figure 3 est celle d'une roue à 6 aubes . invention concerne le principe d'un moteur dont le fonctionnement a été constaté par une expérimentation sommaire , mais dont les réalisations pratiques , pour etre performantes devraient être précédées d'une étude compétente quant au nombre optimal des aubes , à leur profondeur , & à leurs profils notamment
Construction de la roue
Compte tenu de la structure de la roue , sa construction ne se conçoit guère que par moulage , le noyau plastique durcissable s'établissant à partir d'une sphère pleine , en appliquant le schéma défini pour le tracé des aubes .Pour le produit fini , son utilisation en milieu marin ferait évidemment préférer aux alliages métalliques , des matériaux non dégradable (tels que des céramiques formables à chaud par exemple)
Installation du système
Destiné à capter l'énergie mécanique de la houle 9 le dispositif doit suivre le mouvement de la marée . IlpourPait entre maintenu dans sa situa- tion la plus efficace au dessus du creux de la houle , en l'installant sur une plateforme flottante convenablement lestée (figurée en coupe sous le numéro I2 de la figure 5) , coulissant sur au moins 3 colonnes(I3) pour assurer son horizontalité . La plateforme étant ainsi mobile , doit évi -demment sussi supporter les appareils destinés à recevoir le mouvement (génératrice électrique par exemple) , ce qui permet un système de transmission simple . La plateforme peut éventuellement supporter un dispositif de concentration , sur les roues jumelles , de l'énergie dissipée sur un front de crête le plus large possible , moins onéreux que des installations fixes obligatoirement plus importantes & plus vulnérables
De par sa structure le bloc moteur possède une grande inertie & est son propre volant , ce qui doit permettre à son mouvement de ne pas s'interrompre entre les actions de 2 ondes consécutives & d'éviter ainsi les pertes d'énergie aux démarrages
Enfin une extrapolation de la puissance recueillie peut être envisagée par groupement modulaire The present invention consists of an engine block capable of capturing the living force of moving bodies of water & converting it into a rotation movement of the system around a vertical axis.
The originality of the device consists in that it directly transforms the received energy into rotary movement, without the intermediary of any distribution member such as those - injector, nozzle, directing crown which direct the flow towards the blades or blades of the wheels & traditional turbines
The system is more particularly intended to capture mechanical, kinetic & potential energy, developed by sea swell in yoi ape coasts. Due to the instantaneous direction of the different water molecules in their wave motion, that of wave propagation, & the weight of the masses in question, it is subject to various orientation forces
Principle of the device
The surface of a sphere, oriented in all possible directions seems to be suitable for collecting the amounts of movement developed by such forces. If the sphere is mobile around a fixed axis passing through its center with the exception of those which are located in planes passing through the axis dott all -action would be destroyed by the reaction of this one these forces tend to make turn the system, the ones in a direction 9 the others in the opposite direction
The device according to the invention uses one of these groups of forces to obtain the rotation, in one direction only, of an engine block inscribed in a spherical surface, by partially neutralizing the action of the opposing forces
Description of the device
The apparatus comprises several identical & contiguous blades, arranged at
equal angular intervals around a vertical tree, the axis of which passes through the center of the sphere. The tree joined to the block & therefore rotates with it. Figure I shows a section of the motor shaft and the vertical projection of the director of a blade
The upper part of the tree (I) is held in its vertical position by a gantry (2), which the tree crosses in a bearing (3) the mission of this part of the tree is to transmit the movement of rotation (to an electric generator for example). The lower part of the shaft (4) ends with a pivot (5) rotating in a crapaudine. (6)
In the remainder of this designation are called: poles of the system the points of contact of the axis of rotation with the surface of the envelope sphere, &: parallel, the sections of this surface by planes perpendicular to the axis. On the other hand, the qualifier "following" applied to a dawn, refers to a succession in the direction of movement but the system being assumed to be at rest. Figure 2 evokes the path of a dawn in its enveloping sphere
Each blade is drawn by a straight line perpendicular to the axis of the sphere (7), the foot of which traverses it from one pole to the other, at constant speed, while the sphere rotates itself, by uniform movement, 180 degrees. Such a generator draws on the surface of the sphere a directing curve cutting at 45 degrees all the parallels. Because of this property, & by comparison, this director may be called
Spherical propeller. It forms the outer edge of the blade (8). The internal edge (9) also of helical shape, is traced in the sphere by a point of the same generatrix & such that its distance to the axis is, with the distance to the axis of its counterpart, in a constant relationship. Between the 2 curves limiting this regulated surface, the driving face of the airfoil or lower surface, has a concave profile, as shown in (10) the section of the system by a plane perpendicular to the axis & passing through its center; this form of gutter prevents the dispersion of the masses of fluid which enter there & the loss of the living force which they retain after impact, & uses on the other hand, at the end of their kinetic action, their weight to favor the rotation of the system. The second face of the blade 2 between its outer edge & the inner edge of the next blade, & here called the posterior face (II), has a convex shape to limit the action of the bodies of water which would tend to rotate the system in the opposite direction, by partially directing the fluid reflected on its surface, towards the wheel, or towards the lower surface of the following dawn. But better compensation for these opposing forces is obtained by combining two wheels with the same characteristics, but whose blades are oriented in reverse. As liquid waves move on a large front, when they act on the posterior sides of the blades one of the wheels thus slowing down its normal movement, they simultaneously actuate the lower surface of the twin wheel which rotates in the opposite direction to the first; the rotations of the 2 wheels are added by means of a gear or a crossed belt, & the total energy is collected on one of the shafts
Figure 4 shows this device schematically. The convexity of the rear face of the blade attenuates towards the lower pole of the wheel, to facilitate access to the lower surface of the next blade, of bodies of water which, after impact, can no longer, due to their level, have any potential action when leaving the engine block
The number of vanes of the device can vary. your cut of figure 3 is that of a wheel with 6 blades. invention relates to the principle of an engine whose operation has been found by a summary experiment, but whose practical achievements, to be efficient should be preceded by a competent study as to the optimal number of blades, their depth, & their profiles in particular
Wheel construction
Taking into account the structure of the wheel, its construction is hardly conceivable except by molding, the hardenable plastic core being established from a solid sphere, by applying the scheme defined for the layout of the blades. its use in a marine environment would obviously make it preferable to metal alloys, non-degradable materials (such as hot-formable ceramics for example)
System installation
Intended to capture the mechanical energy of the swell 9 the device must follow the movement of the tide. It was kept in its most efficient position above the hollow of the swell, by installing it on a floating platform suitably ballasted (shown in section under the number I2 in FIG. 5), sliding on at least 3 columns ( I3) to ensure its horizontality. The platform thus being mobile, must obviously support the devices intended to receive the movement (electric generator for example), which allows a simple transmission system. The platform can possibly support a device for concentrating, on the twin wheels, the energy dissipated on a widest peak front possible, less expensive than fixed installations necessarily larger and more vulnerable.
Due to its structure, the engine block has a large inertia & is its own flywheel, which should allow its movement not to be interrupted between the actions of 2 consecutive waves & thus avoid energy losses at start-up
Finally, an extrapolation of the power collected can be envisaged by modular grouping