Brevet FR2304790A1 — publié le 19761015

La présente invention concerne les appareils de captation de l'énergie éolienne au moyen de pales parallèles entre elles. Les appareils couramment utilisés à cette fin, sont toujours du type à hélice ou aile sur rotor central de faible rendement global. Dans ces systèmes, en effet, chaque élément de la pale ou aile, travaille avec un rendement différent selon sa position par rapport à l'axe. En conséquence, la totalité de la masse d'air traitée n'est pas utilisée au mieux. L'appareil décrit ci-après permet d'exploiter des filets d'air par des pales autorémrlatrices maintenues contamment dans la meilleure position face au vent, et bénéficiant au maximum du phénomène de pression-succion bien connu dans la pratique du yatching. Ce résultat est obtenu au moyen d'un arbre supérieur solidaire de deux pignons dentés reliés à un arbre inférieur identique par deux chaines sans fin. (Fig. 1 et 2) Ces chaines, dont 1 'écartement correspond à la longueur des pales font avec celles-ci un angle droit. Ces pales sont nécessairement reliées à ces dernières au moyen de coussinets dont la partie intérieure est largement échancrée de manière à laisser un libre jeu à la pale qui s'y encastre dès que son axe a atteint le fond du coussinet.(Fig 3a 3b 3c) L'angle total de ce libre jeu correspond à deux fois 1 'angle "A" de rendement optimum, comparable à celui que fait le vent sur une voile dans le cas de navigation "en finesse". Les pales sont en porte à faux, c'est à dire que leurs extrémités formant axe, sont légérement déportées vers l'avant. Il s'en suit que l'arrière des pales a un poids plus grand et bascule en arrière en s'appuyant sur le vent dont il prélève l'énergie. Mais, comme la surface portante de l'arrière de la pale est supérieure, le vent y a ainsi beaucoup plus de prise et a de ce fait, la possibilité de soulever celle-ci lorsque son intensité augmente. L'état d'équilibre qui s'établit entre le poids de la pale (éventuellement lestée) et l'effet de la pression et succion produit par le vent sur l'une et l'autre des faces de la pale, permet d'obtenir une auto-régulation qu'il est encore possible de moduler par déplacement des axes des pales ou par lestage de l'arrière de celles-ci. Sous le double effet de la pression et de la succion exercée à l'occasion du laminage des veines d'air par les pales, l'ensemble constitué par celles-ci et les chaines, amorce un mouvement ascendant à l'avant ét descendant à l'arrière. Les pales qui arrivent au sommet de la montée amorcent donc un basculement de 1800 mais comme elles disposent d'un "libre jeu" égal à un angle double de "A", elles se trouvent à nouveau en position favorable pour capter l'énergie résiduelle des filets d'air, après un retournement limité à 1800 - 2A. Lorsque les pales ont effectué leur descente, elles amorcent sur l'arbre inférieur, un nouveau fasculement de 1800 augmenté du rétablissement de 2A correspondant au libre jeu, et se retrouvent au terme de ces mouvements naturels en position de travail initial après un basculement total de 1800 + 2A. Il est important de noter que c'est ce double et inégal basculement des pales qui permet de les maintenir constamment en position de travail optimale. Toutefois, les pales descendantes ayant leur partie la plus longue caté intérieur - donc face au vent et appuyée sur la butée de l'échancrure des coussinets - sont, de ce fait, contraintes de faire face à la totalité de l'énergie résiduelle qu'elles absorbent en partie. Pour assurer aux filets d'air une persistance directionnelle leur permettant une attaque des Dales arrière avec un angle optlmum, une série de lames parallèles est montée dans le vide cavpris entre les voies des pales montantes et descendantes et d'un arbre à l'autre. (Fig 4) Aux vitesses dangereuses, ces lames asservies à une sonde hors bati par l'intermédiaire d'une biellette, ont un deuxième rale : elles s'incurvent en effet, pour relever les filets d'air et assurer la protection et l'auto-régulation des pales arrières. La position de travail de ces lames doeit la mobilité est réglable à partir d'une position fixe jusqu'à un angle de 150 environ, par déplacement d'un porte butée solidaire du bati, permet d'ajuster la protection et l'auto-régulation aux régimes des vents locaux. Au dessus de l'appareil, la sonde est une simple lame d'acier d'une surface portante et d'un poids équilibreur avec les lames qu'elle doit commander. Cette lame s'escamote dans un logement prévu à cet effet pendant les rafales, provoque la remontée et la cassure des lames directionnelles par 1 'intermédiaire de la biellette et remonte par vent faiblissant sous l'effet du poids des lames. L'énergie disponible pourrait titre utilisée à mouvoir différentes machines ou a produire de l'électricité par l'intermédiaire d'une ou plusieurs génératrices montées directement sur les arbres. Cet appareil pourrait prendre différentes formes plus ou moins hautes et longues. Dans cette dernière forme, il pourrait faire double emploi et tenir lieu de haie coupe vent. Verticalement, il pourrait s'élever à 50m et plus, gracie à un haubanage correct et servir par exemple, à combler utilement le vide entre deux immeubles lorsque les courants d'air y sont garants, tout en produisant de l'énergie. Disposés en batterie dans les régions ventées, ils pourraient y remplacer une petite centrale. Enfin, animés par un moteur, ils pourraient se comporter en déplaceur d'air. REVENDICATIONS 1) Appareil permettant de capter l'énergie éolienne au moyen des pales parallèles entre elles et évoluant dans le chemin constitué par l'intervalle de deux chaines sans fin allant d'un arbre à l'autre. Caractérisé par le fait que ces pales sont fixées sur les chaines au moyen de coussinets qui les maintiennent constamment dans un angle optimum pour capter l'énergie par pression-succion. 2) Appareil,selon revendication 1,caractérisé par le fait que les pales peuvent prendre cet angle favorable gracie aux coussinets échancrés sur lesquels elles s'articulent. 3) Appareil,selon revendication 2,caractérisé par le fait que l'échancrure du coussinet limite l'angle des pales montantes et descendantes et en même temps, autorise leur basculement arrière sur l'arbre supérieur grâce auquel elles se trouvent toujours en position d'efficacité maximale face au vent. 4) Appareil,selon revendication 1,caractérisé par le fait que les pales avant qui font toujours face au vent dans sa pleine force, ont la faculté de s'auto-réguler en cas de forte poussée, qui se traduit par un relèvement de l'arrière de la pale, lui donnant progressivement un angle plus neutre ; faculté qui peut être modulée, soit par l'adjonction d'un lest solide ou liquide fixe, soit par une masselotte filetée réglable. 5) Appareil,selon revendicaion 1,caractérisé par le fait que les pales arrières descendantes n'ont pas la possibilité de se relever comme les pales avant et sont donc contraintes de faire face à la totalité de l'énergie résiduelle qu'elles absorbent en grande partie. 6) Appareil,selon revendications 1 et 5,caractérisé par le fait que les filets d'air sont redressés à la sortie des pales avant au moyen d'une série de lames directionnelles disposées parallèlement entre elles dans l'espace compris entre les pales montantes et descendantes et d'un arbre à l'autre. 7) Appareil, selon revendications 1 et 6,caractérisé par le fait que ces lames solidaires du bati à l'avant par un axe, disposent d'une mobilité réglable allant de la position fixe à un angle de 150 leur permettant d'ajuster graduellement l'angle d'attaque des pales selon la vitesse du vent. 8) Appareil, selon revendications 1 et 7, caractérisé par le fait que la partie arrière de ces lames est articulée par une charnière et peut se relever par grand vent pour dévier les filets d'air et assurer la protection et l'auto-régulation des pales arrières. Ce relèvement se produit lorsque la lame touche la butée solidaire du porte butée réglable. 9) Appareil, selon revendications 1,7, et 8, caractérisé par le fait que le relèvement de ces lames est obtenu par asservissement à une sonde hors bâti, par l'intermédiaire d'une biellette. 70) Appareil, selon revendications 1,7,8 et 9, caractérisé par le fait que cette sonde est constituée par une lame d'acier perforée dans sa partie supérieure et inclinée sur son logement dans lequel elle s'efface en cas de bourrasque en même temps qu'elle provoque la remontée et la cassure de la partie arrière des lames directionnelles par l'intermédiaire de la biellette, le poids des lames assurant la remise à l'état initial. 11) Appareil, selon revendication 1, caractérisé par le fait que les arbres porte pignons peuvent être les arbres même d'une ou de plusieurs génératrices. Les vitesses de rotation des arbres, fonction du diamètre des pignons, et nécessairement très élevées pour tel type de machine, peuvent être atteintes directement par un choix judicieux du diamètre des pignons. 12) Appareil,selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'en apportant de l'énergie motrice à l'un des arbres, il est possible d'obtenir un déplacement de l'air qui le rend assimilable à un ventilateur.