Roues à aubes Sagebien, Zuppinger, dessus, dessous, ...

[GCONCEPT]

Bonsoir,
Merci pour vos commentaires.
Les calculs ont été fait. Le couple est colossale du fait de la basse vitesse, et la chaîne dimensionne à 6fois sa charge nominale considérant la couronne primaire de 1500 de diamètre.
C’est une 40B1 pas de 63.5 poid 185 kg.
Un carrenage en composite pour le barbotage de la chaîne est en cours de fabrication.

Les calculs sont une chose, on verra en pratique ...pics au couplage, chocs...

« Si le marteau n’est pas suffisant on utilise un plus gros marteau » citation d’un ami suisse.

Concernant la planche d’attaque en effet elles manquent, désolé les photos datent un peu...leurs profil est asymétrique inspiré des études allemandes sur le sujet.

Bonne soirée à vous.
Cordialement

[Schmerber]

Bonjour,
Vous serait-possible de mettre en ligne une photo ou un visuel de la lame d’attaque ainsi que le raisonnement qui l’accompagne?
Par avance merci beaucoup
Benoit en cours de montage de roue

[dB-)]

Bonsoir,

« Si le marteau n’est pas suffisant on utilise un plus gros marteau »

Variante de l'expression que j'utilise aussi volontiers, si quelque chose ne se démonte pas au marteau, c'est que le marteau est trop petit !

(à propos des automates, je crois que la prochaine vidéo sera faite avec un em4, qui m'a fait perdre par ses bugs des jours et des jours de travail, plus quelques milliers de km de déplacements, sans parler de l'énervement )

Sinon, je fais seulement le lien avec votre pseudo en regardant les photos et en reconnaissant mon ancien multiplicateur Vosgien Comelor, même s'il a changé de couleur !

Cette roue semble en effet "légère", comparée aux anciennes roues extrêmement massives de bois, fonte et acier, mais on voit quantité de renforts et croisillons, et de belles pièces apparemment découpées au laser avec des formes adaptées aux efforts en jeu.

Par contre je ne vois pas de renforts concernant le vrillage, causé par le freinage d'un coté de la roue seulement par la grande couronne dentée, directement fixée sur une étoile (l'arbre ne transmet pas le couple), alors que l'effort d'entraînement est appliqué sur toute la largeur de la roue

Mais j'imagine que Solid Works a justement permis de vérifier tout cela ! (dommage que le prix de ce logiciel pique un peu trop )

Bonne soirée

dB-)

[GCONCEPT]

Bonsoir,

Oui en effet, votre multiplicateur m'a permis de trouver une solution a la démultiplication (le problème dans les roues) ! Après changement des roulements et des joints en feutre celui ci rempli pleinement sa fonction.Pas de jeu et très peu de bruit du matériel comme on fait plus !Merci encore.
Concernant la couronne elle n'est pas fixé sur l' etoile mais sur l'arbre via une liaison claveté.. la photo est trompeuse...
Les étoiles sont elles aussi attaché a l'arbre via une liaison claveté.
La roue est d'un diamètre faible (4.5m pour 2.1 de largeur) pour un roue zuppinger , elle est au minimum des préconisation . Il en existe plusieurs existantes en Allemagne dans des diamètres similaires.
Je n'ai aucune expérience en roue de moulin, j'avance pas a pas en m'inspirant de l’expérience des anciens.
Mécaniquement, les renforts génèrent du poids, qui génère des renforts , qui génère du poids... et ainsi de suite. La vérité se situe certainement dans l’équilibre comme beaucoup de chose !
Les pales participent aussi a la rigidité et a la transmission du couple
Par ailleurs ont parle souvent de l'inertie des roues liés a leur masse qui génère de la régularité, sorte de régulation a l’époque ou les automates n'existait pas.
Cette inertie est moins importante sur une roue zuppinger ou sagebien sachant que les pales sont beaucoup plus nombreuses, il y a donc toujours des pales en poussée...pas de "trou" dans la poussée.
Je joins quelque photos des pales "bouvetés" pour permettre de suivre la courbure et limiter les fuites.

11.jpg

10.jpg

Bien cordialement

[Schmerber]

Bonjour
Merci pour ces dernières photos.Vous parlez de planche d’attaque asymétrique. Cela doit correspondre à la dernière photo. Auriez-vous une photo d’une telle planche en place sur la roue. Quels sont les avantages développés par la littérature allemande à ce sujet? Intuitivement j’étais parti sur la même idée, tout du moins si je vous ai bien compris. Désolé de me montrer un peu insistant sur ce sujet mais il fait partie des interrogations liées à mon projet en cours et je cherche des confirmations. Notre roue est plutôt de type Poncelet car nous sommes quasiment au fil de l’eau.
Merci beaucoup
Bien cordialement
Benoît

[Jean-Christophe]

Propriétaire d’un moulin à eau dans l’Yonne, j’ai voulu produire de l’électricité. J’ai confié à une entreprise l’installation de l’ensemble des éléments de production électrique : multiplicateur, génératrice, armoire électrique, vannes automatisées, etc. ainsi que la fourniture du moteur hydraulique, une roue Zuppinger en remplacement de l’ancienne turbine que l’on voit sur la photo devant le moulin.

La production prévue était de 20 à 25 KWh. Malheureusement aujourd’hui je produis au maximum 10 KWh.

Sur la base des caractéristiques de la prise d’eau et du moteur hydraulique, l’entreprise qui a fourni l’installation ainsi que tous les meuniers et usiniers qui ont visités le moulin ne comprennent pas pourquoi cette production est si faible.

Je soumets cette énigme en espérant qu’un membre du forum puisse m’éclairer pour expliquer cette faible production.

Voici les caractéristiques de l’installation :

Caractéristique de la prise d’eau
Hauteur de chute 1,05m
Débit optimal 3,3m3

Caractéristiques du moteur hydraulique
Roue de 4.80 m de diamètre par 2.25 m de largeur, de type Zuppinger. La roue est composée de 3 jantes, avec 36 aubes courbes en acier roulé, de longueur 1.45 m, épaisseur 5 mm. Elle repose sur un arbre de 3200 mm de long, avec un diamètre de 160 mm, et 2 paliers à double rangées de rouleaux oscillants.

Caractéristiques des éléments de production électrique
Le multiplicateur est monté en direct sur l’arbre de roue avec une longueur d’arbre de 250 mm dépassant du palier, avec une rainure de clavette. Un accouplement à dentures assure la liaison entre l’arbre et l’alternateur. Un multiplicateur de rapport 150 est installé avec un alternateur à aimants permanents de 39,8 KW monté en ligne, directement sur le multiplicateur.

Pour information un moulin situé en amont du bief avec une hauteur de chute de 1,63 m fonctionne avec une turbine et produit 30 KWh.

Merci d’avance pour vos avis.

[Jean-Christophe]

Photo de la roue et de l'ancienne turbine.

Roue et turbine.jpg

[ericnoharet]

Bonjour,

La puissance brute de votre chute est de 34KW

Avec un rendement de la roue à aube de 0.6 cela fait 20.4KW mécanique (bonne roue)

Avec un rendement multiplicateur et génératrice de 0.7 cela fait 14.3Kw électrique théorique maximum.

Si vous avez quelques pertes en plus, une roue un peu trop rapide, un débit réel plus faible on arrive facilement à votre résultat.
je pense que le débit réel est plus proche de 2.3m2 que de 3.3m2

Quelle est la hauteur d'eau utile sur vos pales (= il reste quelle hauteur avant leur sur-verse ?)

Quelle est la vitesse de rotation de votre roue ?

Avec ces chiffres on pourra affiner, mais même avec une excellente turbine, une super installation, la puissance maximum est de 27.2KW
Avec une turbine de rendement 80% et une génératrice en accouplement direct de 90% de rendement, cela fait une puissance maximum de 24.5Kw électrique.

Il n'est guère étonnant de ne pas atteindre cette puissance avec une roue.
La multiplication de vitesse pour une utilisation électrique fait s'effondrer le rendement global de ce type d'installation faible puissance.

Sinon, votre photo avec l'ancien distributeur et la roue au fond est magnifique !

Avec 10KW continu, vous avez quand même de quoi bien vous chauffer.

Eric

[Jean-Christophe]

Merci Eric de votre réponse.

Concernant la vitesse de rotation avec la génératrice à aimants permanents, la vitesse de rotation de la roue oscille entre 9 et 11 tr/mn.

Concernant la hauteur d’eau utile sous les pales, désolé pour mon ignorance, comment dois-je le la mesurer ? A l’arrêt les pales « trempent » dans 30 cm d’eau.

J’ai effectué des mesures du débit en me basant sur l’ouverture des vannes de décharge qui sont verticales (vanne ouvrière fermée) en utilisant la formule Q = C √2g b w h0,5. Ces mesures montrent que le débit peut atteindre 4 m3 alors que la production plafonne vers 10 KWh. Au-delà de 4m3 le niveau aval remonte, la hauteur de chute diminue ainsi que la production.

Concernant le chauffage, pas de problème, j’ai une pompe à chaleur et donc une empreinte carbone zéro. Je revend le surplus à EDF et comme vous pouvez l’imaginer j’espérais pouvoir revendre plus…

[dB-)]

Bonjour,

belle roue ! Mais l'ancienne turbine n'était pas mal non plus et produisait probablement plus ...

Par curiosité, j'ai compulsé quelques vieux plans Teutons des années 1880-1900 et je trouve par extrapolation qu'une Zuppinger de 4.80 m de diamètre * 2.25 m de large est incapable de prendre 3.3 m3/s sous 1.05 m de chute ! A moins de la faire tourner trop vite, auquel cas l'eau passe, mais le rendement trépasse ...

C'est d'ailleurs le cas ici, on voit sur la photo un énorme brassage d'eau en sortie de roue : imaginez tous ces kW perdus en agitation et émulsion de l'eau ! La roue tourne vers 10 tr/min, c'est carrément 2 à 3 fois trop rapide ! Tourner moins vite améliorerait le rendement, mais diminue le débit, on tourne en rond.

Il y a donc dès le départ un mauvais dimensionnement de la roue : pour prendre 3 300 l/s sous 1.05 m de chute, une roue lente, qu'elle soit de type Sagebien ou Zuppinger, devrait mesurer par exemple environ 6.80 m de diamètre et 3.80 m de large ... Bien conçue, bien réalisée, et implantée à la bonne hauteur, elle pourrait alors délivrer au mieux 26 kW à l'arbre à environ 2 tr/min, soit un couple généreux de 155 kNm nécessitant un arbre de 230 de diamètre ...

Reste ensuite à multiplier la vitesse, sans perdre les précieux kW dans la transmission, puis encore à générer du courant ...

Bonne journée

dB-)