Brevet FR2295259A1 — publié le 19760716

D E S C R I P T I O N L'ensemble générateur d'énergie sous l'action d'un fluide (V) agissant sur une turbine à pas fixe et d'incidence variable peut être rattaché aux générateurs à vent connus mais adaptant son incidence aux variations de régi@e du fluide il permet de conserver un rendement normal et une vitesse de rotation plus régulière. Les systèmes éoliens de génération actuels sont en général à variation de pas de pales de faible profondeur. Ils sont à axe vertical ou herizontal ou peut être oblique mais d'angle fixe par construction et pesent des problèmes de régulation importants. Le système proposé, utilise une turbine cylindrique ou cônique, @u cylindroconique dont les aubes ont un profil hélicoïdal (1) Planche I.3 L'axe de la turbine est vertical à l'arrêt et sous la pression du vent s'incline jusqu'à l'horizontale, l'angle d'incidence réel (&alpha;) du fluide sur l'aube ou la pale décroît avec la vitesse du fluide permettant ainsi d'obtenir une vitesse de rotation qui décroît proportionnellement à la vitesse du fluide considé ré. La vitesse de rotation maximum est ainsi limitée et le rendement énergétique se trouve automatiquement régulé pour une vitesse et une incidence moyenne à définir par l'expérience. Le rendement du générateur, monté soit directement soit avec réducteur sur l'axe même de la turbine s'en trouve dans amélieré dans une grande gamme de vitesses du fluide. L'ensemble est constitué par un axe de rotation monté perpendiculairement sur une traverse herizontale oscillant dans le plan herizontal. L'axe vertical porte en principe à la partie supérieure une turbine à pas fixe (1) et à la partie inférieure un générateur (2) (électrique ou hydraulique) dont le poids constitue un couple de rappel vers la verticale, de l'axe de la turbine. Le mouvement d'inclinaison de l'axe provoqué par l'action du fluide sur la turbine est freiné en fonction te la vitesse te rotation te cette turbine afin de réduire les effets gyros@opiques : système à courants de Foucauld ou mécanique (régulateurs centrifuges ou amortisseurs elassiques) (3). Les différents montages envisagés dont le choix dépend de la puissance désirée sont exposés dans les schémas joints. Planche II.3 - fig. 1 et fig. 2 Planche III.3. - L'énergie produite est amenée au pied du système soit à l'aide de câblages électriques, soit par canalisations hydrauliques souples. - Il est également possible d'équiper la partie stater du générateur t'une turbine ou d'un groupe de turbines contrarotatives. Planche II.3. Le système proposé peut servir de générateur électrique dont le courant qui peut être différent selon l'utilisation recherchée : emploi à courte ou longue distance, basse tension, haute tension, continu ou alternatif.... sera utilisé pour faire fonctionn r des machines électriques quelconques ou pour la recharge de batteries d'accumulateurs ou autres systèmes, éventuellement pour - pompage simple, - régénération de potentiel hydraulique de barrage hydroélectrique, - éventuellement électrolyse pour produire oxygène et hydrogène. Ce d,'r- nier gaz étant soit utilisé directement dans un moteur soit dans une pile à ces- bustible adaptée, donnant ainsi une permanence de fonctionnement plus étendue. L'ensemble t éolienne pour électrolyse et groupe électrogène à moteur thernique hydrogène constituant une centrale non polluante de fonctionnement économi- que et dans les conditions actuelles libérant de l'oxygène pour amélierer la qua- lit de l'atmosphère locale. L'accouplement direct d'un générateur hydraulique permettrait au prix d'une complication supplémentaire d'obtenir une meilleure régularité de fonctionnement et de débit électrique. Planches jointes : - Ne I/3 - Principe de la turbine à pas fixe et incidence variable s composants i) - turbine monobloc à pas fixe 2) - générateur 3) - système de limitation énergique des amplitudes angulai- reg de l'axe &alpha;) - angles d'incidence V) - vitesse du fluide - N II/3 - Cas de fluide directionnel ou de vents dominants composants - Figure 1 - Système simple à un rotor monobloc - Figure 2 - Système composite à rotors contrarotatifs - N0 III/3 - Système pour fluide ou vent omnidirectionnel composants : dite Planche 1.3 avec en plus 4) - couronne de repos de l'ensemble en cas d'arrêt 5) - axe de rotation et système concentrique de transaission de l'énergie électrique ou hydraulique. REVENDICATIONS 1 )- Une turbine hélicotdale monobloc dont l'axe, entrainant un générateur anime par rotation caractérisé en ce qu'on peut l'incliner de la verticale jusqu'à Phorizontale sous la poussée d'un fluide : vent ou quelcorque. Ce mouvement crée directement la variation d'incidence sur les pales dont le pas est fixe par construction. 2 )- Une turbine hélicoidale monobloc suivant la revendication n 1 caracté risé en ce que le mouvement de basculement doit être freiné afin d'éviter les à-coups provoqués par les sautes de vent et pour réduire au minimum l'effet des couples gyroscopiques. 3 ")- Une turbine hélicoldale monobloc suivant la revendicationn"l caracté risé en ce que la turbine et son axe sont en partie équilibrés par le contre poids constitué par le générateur et ses accessoires qui sont situés en bout et à la partie inférieure. Il en est de même pour les systèmes compo site s. 4")- Une turbine hélicoidale monobloc suivant la revendication n 1 caracté risé en ce que la turbine peut etre réalisée en matériaux divers y compris les plastiques souples et son montage peut s'effectuer sur un système amortisseur de sa liaison avec son axe. 5 )- Une turbine hélicoldale monobloc suivant la revendication n"l caracté- risé en ce que la transmission de l'énergie produite peut se faire directe ment soit par câbles électriques soit par tuyauteries souples dans les montages à turbine simple (planches 1. 3 et III. 3). Elle pourrait se faire à l'aide de système à contacts tournants classiques dans le cas de turbines compbsées.