Brevet FR2295258A1 — publié le 19760716

La présente invention concerne une éolienne à fonctionnement indépendant de la direction du vent. Plus particulièrement, cette éolienne se compose de deux roues tournant en sens inverse l'une de l'autre et constituant, par un jeu d'engrenages, un couple moteur unique. On connaît déjà des dispositifs permettant d'utiliser lténergie du vent ; ces dispositifs présentent l'inconvénient de devoir tre orientés en fonction de la direction du vent et d'être sensibles aux survitesses qui risquent d'entraîner leur détérioration. Ces dispositifs, généralement constitués par une ou plusieurs hélices, disposées dans un plan vertical et orientées face au vent grâce à un empennage arrière, sont mobiles autour d'un axe vertical pour permettre l'orientation dans le lit du vent : ils nécessitent un pylone de hauteur importante, comportant en tête un palier autour duquel pivote l'ensemble hélices-empennage. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des dispositifs connus et se propose de créer une éolienne, de structure simple, ne nécessitant aucun organe mobile autres que ceux indispensables à la récupération de l'énergie du vent et ne nécessitant ni empennage, ni palier en tête de pylone. A cet effet, l'invention concerne une éolienne à fonctionnement indépendant de la direction du vent, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un arbre vertical, solidaire d'une roue constituée d'un moyeu portant un ensemble de bras disposés horizontalement, ces bras étant chacun porteur d'un volet, mobile autour dudit bras et comportant un taquet d'arrêt de volet permettant le blocage du volet par butée du taquet sur l'arbre vertical. Ainsi, le fonctionnement de l'étolienne est assuré, quelle que soit la direction du vent, sans nécessiter la présence d'organe d'orientation, tel que empennage, palier ou autre, chaque volet se trouvant moteur à son tour quand la poussée du vent amène son taquet en butée. Le volet diamétralement opposé est, bien entendu, en drapeau, ce qui lui permet de ne pas présenter de résistance à la rotation de la roue. Selon une autre caractéristique, ltéolienne se compose d'une première roue, montée sur un arbre vertical central, at d'une deuxième roue, montée sur un arbre creux concentrique à ce premier arbre, les volets supportés par les bras des deux roues comportant des taquets disposés symétriquement. Les deux arbres sont solidaires, à leurs extrémités inférieures des pignons moteurs, d'un différentiel, les pignons entraînés étant chacun solidaire d'un demi-arbre d'entraînement. Ainsi, l'étolienne comporte deux roues tournant en sens inverse, entraînant, par l'intermédiaire d'un dispositif à différentiel, les demi-arbres d'entraînement. Le même pylone permet ainsi de récupérer une énergie double et d'éviter les moments de renversement dûs à la rotation d'une seule roue. Selon une autre caractéristique, la roue est munie de bras fixes, et de rayons porteurs des volets, mobiles autour du moyeu dans le plan de la roue, l'extrémité de chaque rayon étant liée à l'extrémité de chaque bras au moyen d'un ressort. Ainsi, par fort vent, les volets se déplacent sous la poussée du vent, diminuant alors l'incidence du vent, et limitant ainsi le couple moteur : la fiabilité du dispositif, quelle que soit la force du vent, est ainsi assurée. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des divers modes de réalisation représentés schématiquement sur les dessins, dans lesquels - la figure 1 est une vue perspective schématique d'une éolienne à deux roues à rotation inversée, axées sur le même dispositif, - la figure 2 représente une vue en plan de la roue d'une éolienne comportant un dispositif automatique de limitation du couple. Selon la figure 1, cette éolienne se compose de deux arbres verticaux 1 et 2, l'un plein l, l'autre creux 2, le premier tournant dans le second. Chacun de ces arbres porte, à sa partie supérieure, un moyeu 11, 21. Sur le moyeu, sont fixés des bras 111, 112 et 211, 212, disposés dans le plan horizontal, et répartis sur la circonférence. Sur chacun de ces bras, est suspendu, en charnière, un volet 1110, 1120 et 2110, 2120, destiné à prendre le vent. Chaque volet porte un taquet d'arrêt 1111, 1121 et 2111, 2121, appuyant sur son arbre pour le tenir vertical durant la prise du vent. A leur extrémité inférieure, les arbres verticaux portent, dans un boîtier ou carter 3, chacun un pignon d'angle 41, 42 engrenant avec deux autres pignons latéraux 43, 44 dlutilisation7montés sur les demi-arbres d'entraînement : ce dispositif différentiel permet ainsi de cumuler les couples 51, 52 provenant de chacune des roues. L'appareil étant supposé au repos, les volets occupent la position verticale, le bras étant en butée contre l'axe. Lorsque le vent se met à souffler, le volet, disposé en butée 1110 et 2120, assure l'entraînement du bras et met en mouvement 1'éolienne. Les volets 1120 et 2110, disposés à I'opposé des précédents, se mettent en berne et prennent une position inclinée par rapport à la verticale, position qui est fonction de la force du vent et du poids du volet. En effet, le volet, se trouvant face au vent et n'ôtant pas retenu par le taquet d'arrêt, se met sensiblement à l'horizontale, n'offrant ainsi plus de résistance à la rotation de l'ensemble de lréolienne. Le mouvement sera le même pour la roue inférieure,dont les taquets d'arrêt sont disposés pour permettre une rotation en sens inverse. Ainsi, les volets de chaque roue se succèdent pour donner une impulsion aux arbres, dans le sens qui leur est donné par la construction. La figure 2 représente une variante de réalisation de l'une des roues décrites ci-dessus. Ce mode de réalisation a pour but de limiter les efforts sur les volets en cas de vent très fort, d'éviter les détériorations de l'appareilet d'assurer ainsi une fiabilité accrue à ce dispositif, en limitant le couple moteur. Dans ce mode de réalisation, chacun des arbres porte, à sa partie supérieure, un moyeu llsur lequel sont disposés des bras 111, 112, 113, 114 qui s'étendent à l'horizontale : à mi-distance angulaire entre les bras, sont disposés des rayons 61, 62, 63, 64 qui portent les volets chacun de ces rayons et articulé suivant l'horizontale, dans le sens de la rotation (la flèche 7 représente le débatte- ment d'un rayon). Les bras sont rigides par rapport au moyeu, alors que les rayons qui portent les volets sont mobiles dans le sens de la rotation ; un butoir sur le moyeu détermine leur position en marche normale. Cette position en marche normale est sensiblement à mi-distance angulaire des deux extrémités des bras fixes contigüs. Ces rayons mobiles sont aussi les axes charnières des volets, un ressort de tension 81, 82, 83, 84, entre l'extrémité des bras et celle des rayons, maintenant ceux-ci en position de marche sur leur butoir. La tension des ressorts est réglable par un simple ridoir 810, 820, 830, 840 ; l'ensemble de cet appareil moteur a pour but de limiter l'effort sur le volet moteur, en cas de grand vent. En effet, lorsque le volet devient moteur, si l'effort de traction sur celui-ci dépasse la tension admissible dans le ressort, il se déplace par rapport aux bras rigides, ce qui a pour effet de diminuer son incidence par rapport au vent et, par suite, de diminuer également l'effort sur le volet, donc de limiter le couple moteur. Il s'ensuit que la rotation de l'éolienne s'en trouve également limitée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Eolienne à fonctionnement indépendant de la direction du vent, caractérisée en ce qu'elle se compose d'un arbre vertical, solidaire d'une roue constituée d'un moyeu portant un ensemble de bras disposés horizontale- ment, ces bras étant chacun porteur d'un volet, mobile autour dudit bras et comportant un taquet d'arrêt de volet permettant le blocage du volet par butée du taquet sur l'arbre vertical. 20) Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le volet est suspendu au bras sur lequel il est articulé, et comporte un taquet arrêt appuyant sur son arbre, au voisinage de son point bas. 30) Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle se compose d'une première roue, montée sur un arbre vertical central, et d'une deuxième roue, montée sur un arbre creux concentrique à ce premier arbre, les volets supportés par les bras des deux roues comportant des taquets disposés symétriquement. 4 ) Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la roue est munie de bras fixes et de rayons porteurs des volets, mobiles autour du moyeu dans le plan de la roue, l'extrémité de chaque rayon étant liée à l'extrémité de chaque bras au moyen d'un ressort. 50) Eolienne selon la revendication 3, caractérisée en ce que les deux arbres sont solidaires,à leurs extrémités inférieures des pignons moteurs, d'un différentiel, les pignons entraînés étant chacun solidaire d'un demi-arbre d'entraînement.