[go: up one dir, main page]

WO2006035119A1 - Turbine a helice etant inseree dans une canalisation transportant un fluide - Google Patents

Turbine a helice etant inseree dans une canalisation transportant un fluide Download PDF

Info

Publication number
WO2006035119A1
WO2006035119A1 PCT/FR2004/002446 FR2004002446W WO2006035119A1 WO 2006035119 A1 WO2006035119 A1 WO 2006035119A1 FR 2004002446 W FR2004002446 W FR 2004002446W WO 2006035119 A1 WO2006035119 A1 WO 2006035119A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sleeve
propeller
pressure
turbine
pipe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2004/002446
Other languages
English (en)
Inventor
Michel Laine
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CISMAC ELECTRONIQUE
Original Assignee
CISMAC ELECTRONIQUE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CISMAC ELECTRONIQUE filed Critical CISMAC ELECTRONIQUE
Priority to PCT/FR2004/002446 priority Critical patent/WO2006035119A1/fr
Publication of WO2006035119A1 publication Critical patent/WO2006035119A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/10—Submerged units incorporating electric generators or motors
    • F03B13/105—Bulb groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • F03B11/004—Valve arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00—Controlling
    • F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/20—Application within closed fluid conduits, e.g. pipes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Definitions

  • the present invention relates to an improvement to the autonomous device for producing electrical energy, described in patents No. 88 15936 and No. 89 16106 using all or part of the energy available in the pipes carrying a fluid under pressure.
  • a first type of application of this device lies in the permanent power supply of electrical devices used for automation, telemanagement and remote surveillance of isolated sites, to meet the requirements of security standards (plan "vigi-pirate” for example). ).
  • the devices produced in the spirit of the invention comprise a turbine whose helix channel is of variable section. said section increasing under the effect of an increase in flow rate or pressure.
  • This provision has a double action.
  • the increase in the cross section of the fluid results in a decrease in its linear speed of circulation, and on the other hand, the helix which no longer occupies the entire channel loses power.
  • Figure 1 shows in section, a first possible design of the invention, with a helix channel consisting of a preformed sleeve sufficiently flexible to deform under the pressure of the fluid flowing in the pipe;
  • FIG. 2 represents a front view of this version showing a principle, among others, of maintaining the turbine-generator assembly in the axis of the pipe;
  • FIG. 3 is a sectional view of another possible design of the invention, with a helical channel consisting of a rigid frustoconical sleeve, in which the helix has the possibility of moving in the axis. under the action of fluid pressure;
  • Figure 4 variant of Figure 1 is one means among others for maintaining the helical channel, to avoid the risk of friction on said propeller;
  • FIG. 5 represents the assembly of FIGS. 1 and 4 with the addition of a control device consisting of a double-acting electro-valve controlled by an external system;
  • Figure 6 shows a variant of the previous assembly which may be of interest for the larger flows
  • Fig. 7 is an end view of Fig. 6 showing one of a number of ways to maintain the helix channel at the center of the machine;
  • Figure 8 is a variant of Figure 3 in which the alternator is not immersed in the pipe and the back pressure is exerted by a spring;
  • FIG. 9 is a variant of FIG. 8 in which a flexible membrane bearing a rotating stop on which the end of the axis of the machine abuts forms a sealed compartment, two electrovalves for dosing the counter-pressure. exercised.
  • the device comprises a body 1 into which the stator of the alternator consists of the stack of sheets 2 and the overmolded winding 3.
  • the body 1 is provided at the rear with a tip 4 and at the front of a tip 5 bearing the bearings 6a and 6b retained by locking rings.
  • Said bearings support the axis 7 via the two bearings 8a and 8b and maintain it longitudinally by its bulge 8c, which bears on the inner faces of the bearings.
  • the shaft 7 carries, on its rear part, the magnetized rotor of the alternator 9, held by the locking nut 10, and on its front part the propeller of the turbine 11. This propeller drives the axis in rotation by through the pin 12 or any other equivalent device.
  • the assembly thus formed is held inside a metal or plastic pipe 13 by means of three spacers 14a, 14b that form part of the body 1 or that are attached to it by the screws 15. These spacers are themselves even fixed in the tube 13 by the screws 16 provided with sealing washers.
  • the electrical wire 17 comes out of the pipe 13 via the stuffing box 18.
  • Said pipe may advantageously be provided with flanges 19 pierced with holes to facilitate connection to the pipe on which it is desired to insert the device.
  • Said sleeve consists of a cylindrical central portion, at the helix, extended on either side by a truncated cone.
  • the rigidity of this sleeve is determined so that it retains its initial shape (hatched on the drawings) when the fluid flow is minimal and it deforms (dashed in the drawings) as the flow, therefore the pressure exerted on the propeller increases.
  • the device shown in Figure 3 shows another way to achieve the goal, while remaining in the spirit of the invention.
  • the general design of the machine remains the same, but has three essential differences.
  • the bearings of the axis 8a and 8b are elongated, while the bulge 8c is shortened to allow the axis 7 to move longitudinally while turning in the bearings 6a and 6b.
  • Figure 4 shows a first variant of Figure 1, to avoid any risk of rubbing the propeller on the sleeve.
  • a hollow housing 24 metal or rigid plastic, which matches the shape of said sleeve, and whose cylindrical portion, has the dimension of the propeller 11.
  • Said housing carries openings oblong 25 through which the pressure of the fluid can be exerted on the sleeve 20.
  • FIG. 5 represents a second variant of FIG. 1 improving its operation by placing the central part of the sleeve constituting the helix channel in communication with the upstream pressure, which maintains said sleeve in its initial shape, or with the lower downstream pressure, which allows it to deform.
  • two pressure taps 27a and 27b associated with a two-state electro-valve 26 make it possible to put the central part 28 of the sleeve 20, via the connection 27c, in communication with the high-pressure zone 29 or with the low pressure zone 30.
  • the high pressure applied simultaneously on both sides of the sleeve 20 maintains it in its initial position.
  • the central portion 28 of the sleeve 20 reduced to the low pressure of the portion 30, allows the deformation of said sleeve.
  • the effects on operation are the same as those described above, with the advantage of offering more flexibility of use.
  • Figure 6 shows a device better adapted to larger fluid flow rates.
  • the inlet of the turbine is divided into two distinct concentric channels.
  • the rigid cylindrical central channel that leads to the helix is materialized by the interior of the tube 31, said tube being held in the center of the peripheral ring 32 by the radii 33.
  • the second outer tabular channel occupies the interval between the channel central 31 and the peripheral portion 32.
  • the central tube 31 carries a semicircular torus 34 on which abuts the preformed flexible sleeve 35 integral with the outer casing of the device to obstruct more or less said outside canal.
  • the two pressure taps 27a and 27b associated with the two solenoid valves 26a and 26b, make it possible to communicate the zone of high pressure 29 or the zone of low pressure 30 with the central portion 28 of the sleeve 35.
  • the operation is similar to that described for FIG. 5, in addition, the possibility of being able to measure the internal pressure of the zone 28 inside the sleeve 35, by actuating the electro-valves 26a and 26b independently of one another.
  • an external controller, or any other control device which controls the operation of said solenoid valves, it is possible to regulate the operation of the turbine by allowing more or less fluid to flow through the channel. outside the device.
  • the metering of the back pressure applied inside the sleeve makes it possible to deflect all or part of the fluid passing through the device, and consequently, to maintain the flow rate passing through the helix channel at the value compatible with the operation of the turbine.
  • FIG. 7 represents an end view of the inlet of the device, showing the arrangement of the inner channel, consisting of the tube 31, said tube being held in the center of the peripheral ring 32 by several radii 33.
  • FIG. 8 represents a variant of FIG. 3 in which the helix 11 is perpendicular to the axis of flow of the fluid, which makes it possible to release the alternator 36 from the pipe.
  • the body 37 of the machine has a partition 38 obstructing it completely except for a through hole 39 which constitutes the channel of the propeller 1 1.
  • the channel 39 comprises a cylindrical part , a diameter corresponding to that of the propeller, which goes flaring.
  • the axis 7 has the possibility of sliding on its bearings to allow the propeller to go into the conical portion of the channel 39 under the thrust of the fluid.
  • FIG. 9 represents a variant of FIGS. 3 and 8.
  • the rear part of the shaft 7 bears, via the rotary stop 42, on a flexible membrane 44, which constitutes a watertight compartment 45.
  • This compartment can be placed in communication, through the connection 27c, to one or the other of the pressure taps 27a and 27b, via the solenoid valves 26a and 26b. Then we find the control and regulation possibilities described for Figures 5 and 6.
  • An important feature of a device designed in the spirit of the invention is that it keeps the operating pressure of the pipe on which it is inserted and that it operates without loss of fluid flowing through it.
  • the sleeves or membranes are fixed by gluing, clamping by a ring or any other means which ensures a perfect seal between the different pressure zones of the devices.
  • the device is particularly intended to improve and facilitate the use of turbines inserted on a pipeline carrying any fluid, providing them with simple means, self-regulation to adapt to changes in flow and control controlled or tele ⁇ control by a PLC, for example.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)

Abstract

L'invention concerne une turbine à hélice à régulateur de vitesse incorporé, insérée sur une canalisation de fluide sous pression. Cette turbine comprend un manchon (20) préformé dont la partie centrale cylindrique constitue un canal dans lequel l'hélice (11) peut tourner librement, ledit manchon formant un compartiment (28) qui par le raccordement (27c) et une vanne (26), peut être mis en communication avec une prise de pression amont (27a) ou une prise de pression aval (27b), de façon à permettre audit manchon de s'élargir, plus ou moins, sous l'effet de la pression du fluide.

Description

TURBINE A HELICE A AUTO-REGULATEUR DE VITESSE INCORPORE POUVANT S'INSERER SUR UNE CANALISATION TRANSPORTANT UN FLUIDE QUELCONQUE.
La présente invention concerne un perfectionnement au dispositif autonome de production d'énergie électrique, décrit dans les brevets n° 88 15936 et n° 89 16106 utilisant tout ou partie de l'énergie disponible dans les canalisations transportant un fluide sous pression.
Un premier type d'application de ce dispositif réside dans l'alimentation permanente des appareils électriques servant à l'automatisation, la télégestion et la télésurveillance des sites isolés, pour répondre aux exigences des normes de sécurité (plan "vigi-pirate" par exemple).
Ces problèmes se rencontrent fréquemment sur les réseaux d'adduction d'eau, les réseaux d'irrigation et dans l'exploitation pétrolière. Dans beaucoup de cas, ils peuvent être résolus par des machines réalisées dans l'esprit des brevets cités ci-dessus. Lesdites machines, associées à une batterie fournissent une alimentation électrique permanente bien que, souvent, le débit du fluide soit intermittent. Par contre, lorsque dans la canalisation sur laquelle la machine est insérée, ledit fluide a un débit, une densité ou une pression variable, il faut installer des équipements de protection tels que des régulateurs de débit ou des stabilisateurs de pression. Ces équipements sont chers et leur installation entraîne une augmentation importante du coût des travaux. Un deuxième type d'application s'adresse à la petite hydro-électricité dans le cadre de l'utilisation des énergies renouvelables à des fins domestiques. Bien souvent pour des raisons d'ordre climatique, les installations sont soumises à des variations de débit, qui font que les turbines dimensionnées pour les périodes de fort débit ne sont plus productives pendant les périodes d'étiage.
Le dispositif suivant l'invention, permet de remédier à ces inconvénients. En effet, contrairement aux machines antérieures dont la turbine motrice comporte un canal de passage d'hélice parfaitement cylindrique et rigide, les machines réalisées dans l'esprit de l'invention, comportent une turbine dont le canal de l'hélice est à section variable, ladite section augmentant sous l'effet d'une augmentation de débit ou de pression. Cette disposition a une double action. D'une part l'augmentation de la section de passage du fluide se traduit par une diminution de sa vitesse linéaire de circulation, et d'autre part, l'hélice qui n'occupe plus la totalité du canal, perd de la puissance. Ces deux actions sont cumulatives et se traduisent par une diminution de la vitesse de rotation, par rapport à la vitesse qui aurait été atteinte dans les nouvelles conditions de fonctionnement, si la turbine n'avait pas été construite dans l'esprit de l'invention.
Les particularités de l'invention apparaîtront dans les descriptions qui suivent, données à titre d'exemples, avec les dessins annexés :
La figure 1 représente en coupe, une première conception possible de l'invention, avec un canal d'hélice constitué d'un manchon préformé suffisamment souple pour se déformer sous la pression du fluide qui circule dans la conduite ;
La figure 2 représente une vue de face de cette version montrant un principe, parmi d'autres, de maintien de l'ensemble turbine-alternateur dans l'axe de la canalisation ; La figure 3 représente en coupe, une autre conception possible de l'invention, avec un canal d'hélice constitué d'un manchon rigide en forme de tronc de cône , dans lequel l'hélice a la possibilité de se déplacer dans l'axe, sous l'action de la pression du fluide ;
La figure 4, variante de la figure 1, représente un moyen parmi d'autres de maintien du canal d'hélice, pour éviter le risque de frottement sur ladite l'hélice ;
La figure 5 représente le montage des figures 1 et 4 avec l'adjonction d'un dispositif de commande, constitué d'une électro-vanne à double effet, pilotée par un système extérieur ;
La figure 6 représente une variante du montage précédent qui peut être intéressante pour les plus grands débits ;
La figure 7 représente une vue en bout de la figure 6, montrant une façon parmi d'autres, de maintenir le canal de l'hélice au centre de la machine ;
La figure 8 est une variante de la figure 3 dans laquelle l'alternateur n'est pas immergé dans la conduite et où la contre pression est exercée par un ressort ;
La figure 9 est une variante de la figure 8 dans laquelle une membrane souple portant une butée tournante sur laquelle vient s'appuyer l'extrémité de l'axe de la machine forme un compartiment étanche, deux électro- vannes permettant de doser la contre pression exercée.
férence aux figures 1 et 2, le dispositif comporte un corps 1 dans lequel xé le stator de l'alternateur constitué de l'empilage de tôles 2 et du bobinage surmoulé 3. Le corps 1 est muni à l'arrière d'un embout 4 et à l'avant d'un embout 5 portant les paliers 6a et 6b retenus par des bagues d'arrêt. Lesdits paliers supportent l'axe 7 par l'intermédiaire des deux portées 8a et 8b et le maintiennent longitudinalement par son renflement 8c, qui prend appui sur les faces intérieures des paliers. L'axe 7 porte, sur sa partie arrière le rotor aimanté de l'alternateur 9, maintenu par l'écrou de blocage 10, et sur sa partie avant l'hélice de la turbine 11. Cette hélice entraîne l'axe en rotation par l'intermédiaire de la goupille 12 ou par tout autre dispositif équivalent.
L'ensemble ainsi constitué est maintenu à l'intérieur d'un tuyau métallique ou plastique 13 par l'intermédiaire de trois entretoises 14a, 14b qui font partie du corps 1 ou qui lui sont rapportées par les vis 15. Ces entretoises sont elles- mêmes fixées dans le tube 13 par les vis 16 munies de rondelles d'étanchéité. Le fil électrique 17 sort du tuyau 13 par l'intermédiaire du presse-étoupe 18. Ledit tuyau peut être avantageusement muni de brides 19 percées de trous pour faciliter le raccordement à la canalisation sur laquelle on souhaite insérer le dispositif.
A l'intérieur du tuyau 13, du côté de l'hélice, est introduit le manchon préformé 20 jusqu'à ce qu'il soit en appui sur les entretoises 14a, 14b. Ledit manchon est constitué d'une partie centrale cylindrique, au niveau de l'hélice, prolongée de part et d'autre par un tronc de cône. La rigidité de ce manchon est déterminée pour qu'il garde sa forme initiale (hachurée sur les dessins) lorsque le débit du fluide est minimal et qu'il se déforme ( en pointillé sur les dessins) au fur et à mesure que le débit, donc la pression exercée sur l'hélice, augmente.
Le dispositif représenté par la figure 3 montre une autre façon d'obtenir le but fixé, tout en restant dans l'esprit de l'invention. La conception générale de la machine reste la même, mais comporte trois différences essentielles. Les portées de l'axe 8a et 8b sont allongées, tandis que le renflement 8c est raccourci pour permettre à l'axe 7 de se déplacer longitudinalement tout en toumant dans les paliers 6a et 6b. Les éléments solidaires dudit axe, se déplacent avec lui, à savoir le rotor 9, l'hélice 11 et l'aimant en forme de tore à section rectangulaire 21 fixé à l'arrière du rotor 9.
A l'intérieur du tuyau 13, du côté de l'hélice, est introduit un manchon rigide
22 dont l'entrée conique se resserre jusqu'à la partie cylindrique dont le diamètre est légèrement supérieur à celui de l'hélice 11 , puis part en s'évasant progressivement jusqu'aux entretoises 14 sur lesquelles il s'appuie.
Dans l'embout arrière 4 est fixé un autre aimant torique à section rectangulaire
23 orienté de façon que sa polarité s'oppose à celle de l'aimant 21 solidaire de l'axe 7. La force de répulsion de ces deux aimants pousse l'axe vers l'avant de la machine de façon à amener l'hélice 11 dans la partie cylindrique du manchon 22 (hélice dessinée en traits pleins). Lorsque le débit du fluide augmente, la pression sur l'hélice augmente également et la repousse dans la partie conique du manchon 22 (hélice dessinée en pointillés) ce qui a deux effets. D'une part la section de passage du fluide en s'élargissant provoque une diminution de la vitesse linéaire dudit fluide, ce qui a tendance à ralentir la vitesse de rotation de l'hélice et, d'autre part ladite hélice n'occupant plus la totalité du canal perd de la puissance. Ces deux effets cumulatifs font que la vitesse de rotation de l'hélice ne suit pas l'augmentation du débit. Le choix de la puissance de répulsion des aimants et de la pente du cône de dégagement de l'hélice permet d'adapter le dispositif aux conditions de fonctionnement souhaitées.
Le choix de la force des aimants 21 et 23 permet de durcir le déplacement et d'amortir les variations brutales. L'utilisation de tout autre système amortisseur reste dans l'esprit de l'invention (par exemple possibilité de créer à l'arrière du rotor, dans l'embout arrière, un amortisseur hydraulique). La figure 4 représente une première variante de la figure 1, pour éviter tout risque de faire frotter l'hélice sur le manchon. A cet effet on place à l'intérieur du manchon 20 un carter creux 24, métallique ou en plastique rigide, qui épouse la forme dudit manchon, et dont la partie cylindrique, a la dimension de l'hélice 11. Ledit carter porte des ouvertures oblongues 25 par lesquelles la pression du fluide peut s'exercer sur le manchon 20.
La figure 5 représente une seconde variante de la figure 1 améliorant son fonctionnement grâce à la mise en communication de la partie centrale du manchon constituant le canal d'hélice, avec la pression amont, qui maintient ledit manchon dans sa forme initiale, ou avec la pression aval, plus faible, qui le laisse se déformer. Selon le dispositif deux prises de pression 27a et 27b associées à une électro- vanne à deux états 26, permettent de mettre en communication la partie centrale 28 du manchon 20, par l'intermédiaire du raccordement 27c, avec la zone de haute pression 29 ou avec la zone de basse pression 30. Dans le premier cas, la haute pression appliquée simultanément sur les deux faces du manchon 20 le maintient dans sa position initiale. Dans le second cas, la partie centrale 28 du manchon 20 ramenée à la basse pression de la partie 30, permet la déformation dudit manchon. Les effets sur le fonctionnement sont les mêmes que ceux décrits précédemment, avec l'avantage d'offrir plus de souplesse d'utilisation.
La figure 6 représente un dispositif mieux adapté aux débits de fluide plus importants. Selon le dispositif décrit, l'entrée de la turbine est divisée en deux canaux concentriques distincts. Le canal central cylindrique rigide qui aboutit à l'hélice est matérialisé par l'intérieur du tube 31, ledit tube étant maintenu au centre de la couronne périphérique 32 par les rayons 33. Le deuxième canal tabulaire extérieur occupe l'intervalle compris entre le canal central 31 et la partie périphérique 32. A son extrémité le tube central 31 porte un tore semi- circulaire 34 sur lequel vient s'appuyer le manchon souple préformé 35 solidaire du carter extérieur du dispositif afin d'obstruer plus ou moins ledit canal extérieur. Les deux prises de pression 27a et 27b, associées aux deux électro-vannes 26a et 26b, permettent de faire communiquer la zone de forte pression 29 ou la zone de basse pression 30 avec la partie centrale 28 du manchon 35. Le fonctionnement est similaire de celui décrit pour la figure 5 avec en plus, la possibilité de pouvoir doser la pression intérieure de la zone 28 à l'intérieur du manchon 35, en actionnant indépendamment l'une de l'autre les électro-vannes 26a et 26b. De cette manière, par l'intermédiaire d'un automate extérieur, ou de tout autre dispositif de commande, qui contrôle le fonctionnement desdites électro- vannes, on peut réguler le fonctionnement de la turbine en laissant passer plus ou moins de fluide dans le canal extérieur du dispositif. En fait, le dosage de la contre-pression appliquée à l'intérieur du manchon permet de dévier tout ou partie du fluide traversant le dispositif, et par conséquent, de maintenir le débit passant par le canal de l'hélice à la valeur compatible avec le fonctionnement de la turbine.
La figure 7 représente une vue en bout de l'entrée du dispositif, montrant la disposition du canal intérieur, constitué du tube 31, ledit tube étant maintenu au centre de la couronne périphérique 32 par plusieurs rayons 33.
La figure 8 représente une variante de la figure 3 dans laquelle l'hélice 11 est perpendiculaire à l'axe d'écoulement du fluide, ce qui permet de sortir l'alternateur 36 de la canalisation. Le corps 37 de la machine, comporte une cloison 38 l'obstruant complètement à l'exception d'un trou de passage 39 qui constitue le canal de l'hélice 1 1. Comme sur la figure 3, le canal 39 comporte une partie cylindrique, d'un diamètre correspondant à celui de l'hélice, qui va en s'évasant. De même, l'axe 7 a la possibilité de glisser sur ses paliers pour permettre à l'hélice d'aller dans la partie conique du canal 39 sous la poussée du fluide. L'extrémité de l'axe 7, côté opposé à l'hélice, prend appui sur le ressort 41 par l'intermédiaire d'une butée tournante 42, ledit ressort 41 prenant lui même appui sur la carcasse 43 de l'alternateur 36. La figure 9 représente une variante des figures 3 et 8. Dans ce dispositif la partie arrière de l'axe 7 prend appui, par l'intermédiaire de la butée tournante 42, sur une membrane flexible 44, qui constitue un compartiment étanche 45. Ce compartiment peut être mis en communication, par le raccordement 27c, à l'une ou l'autre des prises de pression 27a et 27b, par l'intermédiaire des électro-vannes 26a et 26b. On retrouve alors les possibilités de commande et de régulation décrites pour les figures 5 et 6.
Une particularité importante d'un dispositif conçu dans l'esprit de l'invention est qu'il permet de conserver la pression de service de la canalisation sur laquelle il est inséré et qu'il fonctionne sans perte du fluide qui le traverse.
Dans les descriptions ci-dessus, les manchons ou membranes sont fixés par collage, serrage par une bague ou tout autre moyen qui assure une étanchéité parfaite entre les différentes zones de pression des dispositifs.
L'invention n'est pas limitée aux formes décrites et se prête à de nombreuses variantes conformes à son esprit. En particulier la forme et la nature des différents éléments. De même les différentes solutions proposées peuvent être transposées à l'un ou l'autre des dispositifs décrits sans sortir du cadre de l'invention. On peut aussi concevoir un dispositif se rapprochant de ceux décrits ci-dessus, mais en les disposant différemment. Toutes ces modifications restent dans le cadre des moyens principaux de l'invention.
Le dispositif, suivant l'invention, est particulièrement destiné à améliorer et à faciliter l'utilisation des turbines insérées sur une canalisation transportant un fluide quelconque, en leur apportant des moyens simples, d'auto-régulation pour s'adapter aux variations du débit, et de régulation contrôlés ou télé¬ contrôles par un automate, par exemple.

Claims

Revendications
1. Turbine à hélice à dispositif incorporé d1 autorégulation de vitesse, cette turbine étant insérée dans une canalisation sous pression comportant un fluide quelconque qui peut être soumis à des variations de débit, de pression ou de densité, cette turbine comprenant des moyens permettant de faire varier la section des passages de fluide dans lequel tourne l'hélice (11) de manière à modifier les conditions de fonctionnement de la turbine, caractérisée en ce qu'elle comporte un manchon préformé (20) dans lequel tourne l'hélice (11), et en ce que ledit manchon, en se déformant sous l'effet desdites variations, modifie les conditions de fonctionnement de la turbine.
2. Turbine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le manchon (20) est soutenu par un carter évidé (24) portant des ouvertures oblongues (25) qui épouse sa forme.
3. Turbine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le compartiment (28), créé par un manchon (20) et la paroi d'un tuyau (13), peut-être mis en communication par un raccord (27c) et une vanne (26), avec la pression amont (29), par un raccord (27a), ou avec la pression aval (30), par un raccord (27b) de façon à faire varier la rigidité dudit manchon.
4. Turbine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'un tube central (31) crée, dans le tuyau (13), deux zones concentriques, la zone extérieure, tabulaire pouvant être obstruée par un tore (34), solidaire du tube central (31), et un manchon souple préformé (35) solidaire du tuyau (13), un compartiment (28) formé par ledit manchon et ledit tuyau étant mis en communication avec la pression amont par un raccord (27c), une vanne (26a)et un raccord (27a), ledit compartiment (28) pouvant aussi être mis en communication avec la pression aval par une vanne (26b) et un raccord (27b) de façon à ouvrir, plus ou moins, le passage du fluide dans la partie périphérique au tube (31) et maintenir un débit constant dans la partie centrale dudit tube aboutissant à l'hélice (11).
5. Turbine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le susdit un manchon (22) comporte une partie cylindrique qui va en s'évasant et une hélice (11) pouvant se déplacer de la zone cylindrique vers la zone conique dudit manchon en fonction de la pression qu'elle subit.
6. Turbine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend un tuyau (37) obstrué par une paroi (38) percé une ouverture (39), en forme de cylindre prolongé par un cône, perpendiculaire au sens d'écoulement du fluide, qui reçoit une hélice (11) capable de se déplacer de la partie cylindrique vers la partie conique de l'ou¬ verture (39) sous l'influence de la pression qu'elle subit.
7. Turbine selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que l'extrémité de l'axe (7) portant l'hélice (11) prend appui sur une membrane élastique (44) par l'intermédiaire d'une butée tournante (42), ladite membrane formant avec un boîtier (43) un compartiment (45) qui peut-être mis en communication avec la pression amont ou avec la pression aval pour augmenter plus ou moins la rigidité de ladite membrane et contrôler ainsi le déplacement de l'hélice (11).
8. Turbine selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'un aimant (23) solidaire d'un boîtier (4) et un autre aimant (21) solidaire de l'axe (7) de l'hélice, sont montés de façon qu'ils se repoussent pour amortir les déplacements longitudinaux de l'hélice (11).
9. Turbine selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'un ressort (41) en appui sur le boîtier (43) exerce une poussée, par l'intermédiaire d'une butée tournante (42), sur l'extrémité de l'axe (7) portant l'hélice (11) pour en amortir les déplacements longitudinaux.
PCT/FR2004/002446 2004-09-27 2004-09-27 Turbine a helice etant inseree dans une canalisation transportant un fluide Ceased WO2006035119A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR2004/002446 WO2006035119A1 (fr) 2004-09-27 2004-09-27 Turbine a helice etant inseree dans une canalisation transportant un fluide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR2004/002446 WO2006035119A1 (fr) 2004-09-27 2004-09-27 Turbine a helice etant inseree dans une canalisation transportant un fluide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006035119A1 true WO2006035119A1 (fr) 2006-04-06

Family

ID=34959320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2004/002446 Ceased WO2006035119A1 (fr) 2004-09-27 2004-09-27 Turbine a helice etant inseree dans une canalisation transportant un fluide

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2006035119A1 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2923553A1 (fr) * 2007-11-14 2009-05-15 Alstom Power Hydraulique Sa Installation hydraulique de conversion d'energie et procede de commande d'une telle installation
CN105156257A (zh) * 2015-06-23 2015-12-16 武汉理工大学 横卧式垂直轴低速平水流发电装置
FR3050483A1 (fr) * 2016-04-26 2017-10-27 Save Innovations Turbine pour conduite avec limitation de vitesse
EP3303823A4 (fr) * 2015-05-27 2019-03-20 Hydrospin Monitoring Solutions Ltd. Système et procédé de production d'énergie

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR879950A (fr) * 1942-03-04 1943-03-09 Petite turbine hydraulique avec dynamo combinée à marche automatique
DE2126130A1 (de) * 1971-05-26 1972-12-07 Brenschede W Verfahren zur Drehzahl- und Leistungsregelung für Wasserkraftmaschinen
GB1550080A (en) * 1976-09-28 1979-08-08 Tetra Pak Int Regulating the flow of fluids in a pipe
US4540337A (en) * 1982-05-10 1985-09-10 A/S Kongsberg Vapenfabrikk Ram air turbines
FR2564150A1 (fr) * 1984-05-11 1985-11-15 Lasgoute Franc Turbine hydraulique a usage domestique
GB2225813A (en) * 1988-12-06 1990-06-13 Michel Laine Hydraulic turbine driving a generator
WO2003054386A1 (fr) * 2001-12-12 2003-07-03 Aloys Wobben Tube d'ecoulement dote d'une turbine a eau de section variable

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR879950A (fr) * 1942-03-04 1943-03-09 Petite turbine hydraulique avec dynamo combinée à marche automatique
DE2126130A1 (de) * 1971-05-26 1972-12-07 Brenschede W Verfahren zur Drehzahl- und Leistungsregelung für Wasserkraftmaschinen
GB1550080A (en) * 1976-09-28 1979-08-08 Tetra Pak Int Regulating the flow of fluids in a pipe
US4540337A (en) * 1982-05-10 1985-09-10 A/S Kongsberg Vapenfabrikk Ram air turbines
FR2564150A1 (fr) * 1984-05-11 1985-11-15 Lasgoute Franc Turbine hydraulique a usage domestique
GB2225813A (en) * 1988-12-06 1990-06-13 Michel Laine Hydraulic turbine driving a generator
WO2003054386A1 (fr) * 2001-12-12 2003-07-03 Aloys Wobben Tube d'ecoulement dote d'une turbine a eau de section variable

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2923553A1 (fr) * 2007-11-14 2009-05-15 Alstom Power Hydraulique Sa Installation hydraulique de conversion d'energie et procede de commande d'une telle installation
WO2009068828A3 (fr) * 2007-11-14 2009-08-20 Alstom Hydro France Installation hydraulique de conversion d'énergie et procédé de commande d'une telle installation
CN101910618A (zh) * 2007-11-14 2010-12-08 阿尔斯通水电设备法国公司 能量转换用的液力设备以及这种设备的控制方法
US8672617B2 (en) 2007-11-14 2014-03-18 Alstom Renewable Technologies Energy conversion hydraulic plant and method for controlling such plant
CN101910618B (zh) * 2007-11-14 2014-07-02 阿尔斯通再生能源技术公司 能量转换用的液力设备以及这种设备的控制方法
EP3303823A4 (fr) * 2015-05-27 2019-03-20 Hydrospin Monitoring Solutions Ltd. Système et procédé de production d'énergie
CN105156257A (zh) * 2015-06-23 2015-12-16 武汉理工大学 横卧式垂直轴低速平水流发电装置
FR3050483A1 (fr) * 2016-04-26 2017-10-27 Save Innovations Turbine pour conduite avec limitation de vitesse
WO2017186667A1 (fr) * 2016-04-26 2017-11-02 Save Innovations Turbine pour conduite avec limitation de vitesse
CN109219699A (zh) * 2016-04-26 2019-01-15 塞弗创新公司 具有限速的管道用涡轮
JP2019518159A (ja) * 2016-04-26 2019-06-27 サーブ イノベーションズ 導管のための速度が制限されたタービン
CN109219699B (zh) * 2016-04-26 2020-10-30 塞弗创新公司 具有限速的管道用涡轮
US11092131B2 (en) 2016-04-26 2021-08-17 Save Innovations Speed limiting turbine for a conduit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5681459B2 (ja) 水流発電装置
EP3042071B1 (fr) Dispositif de generation de courant pour canalisation
NZ243076A (en) Water turbine mounted in water supply pipe: turbine forms rotor of generator
FR2998867A1 (fr) Dispositif d'alimentation et de repartition de fluide
FR2464420A1 (fr) Robinet de dosage a commande magnetique
WO2006035119A1 (fr) Turbine a helice etant inseree dans une canalisation transportant un fluide
FR3027625A1 (fr) Turbomachine comprenant un generateur de courant electrique permettant l'injection d'huile depuis l'interieur d'un arbre de turbine
FR2853696A1 (fr) Turbine a helice a auto-regulateur de vitesse incorpore pouvant s'inserer sur une canalisation transportant un fluide quelconque
CN103775701A (zh) 调压阀
WO2006016012A1 (fr) Turbine a deux helices inserable dans une canalisation sous pression trasnportant un fluide
EP3449118B1 (fr) Turbine pour conduite avec limitation de vitesse
JP6196468B2 (ja) 水力発電装置
FR2854666A1 (fr) Turbines a deux helices complementaires pouvant s'inserer sur une canalisation sous pression transportant un fluide non homogene ou a debit tres variable
EP2681443A1 (fr) Ailette et installation de conversion d'énergie hydraulique comprenant une telle ailette
JP4072699B1 (ja) 揺動ベーン水車
EP3647636B1 (fr) Vanne de régulation d'un flux de fluide equipée d'un actionneur électrique et système comprenant une telle vanne
CA1189388A (fr) Dispositif hydraulique rotatif convertisseur et repartiteur a multi-cylindrees synchronisees
FR2516215A1 (fr) Dispositif de production d'energie thermique par detente d'un fluide sous pression
EP0335307A1 (fr) Vanne numérique
EP4172488B1 (fr) Installation hydraulique pour réseau d'eau et réseau d'eau comportant une telle installation
FR2461866A1 (fr) Valve de surete a debit axial pour limiter le volume d'eau dans une machine a laver
JP2003003528A (ja) 複合弁
CH244148A (fr) Moteur hydraulique.
WO2009152785A2 (fr) Turbine hydraulique rotative
FR2655387A1 (fr) Dispositif de production d'energie electrique utilisant tout ou partie de l'energie hydraulique, disponible dans les reseaux d'adduction d'eau.

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 04787467

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1