Brevet FR2392249A1 — publié le 19781222

La présente invention concerne les éoliennes à axe vertical et à aubes mobiles qui captent la force du vent omnidirect ionnelleent sans appareillage d'orientation. Dans les dispositifs connus jusqu'à présent ces éoliennes comportent un grand nombre d'aubes ce qui augmente la complexité, de plus ces éoliennes à aubes battantes sont fragiles, font du bruit sans avoir un rendement des meilleurs ce qui n'a pas permis leur diffusion autant qutil se pourrait. Au contrairede dispositif à actions multiples objet de l'invention permet d'éviter ces inconvénients. En effet dans celui-ci il est possible de n'avoir que deux aubes qui captent la force du vent et ce dans trois configurations possibles des dites aubes par rapport au vent, de plus, le dispositif d'amortissement élastique et de pivotement sont intégrés dans l'aube d'un mécanisme simple et silencieux. Le dispositif objet de l'invention comporte un cadre avec son axe de rotation le dit cadre étant muni à ses deux extrémités d'aubes mobiles avec environ 800 de liberté légérement à partir de l'axe du cadre vers l'extérieur du dit cadre. Les aubes sont munies d'un dispositif d'amortissement élastique antagoniste aux deux extrémités de leur débattement. La forme des aubes est incurvée sensiblement suivant la circonférence décrite par les pivots des aubes aux extrémités du cadre Une des caractéristiques de l'invention est que la longueur des aubes est plus grande que la moitié de la longueur du cadre prise à l'axe des pivots de façon à agir comme levier amplificateur lors de la remontée au vent des aubes à la façon d'une voile de bateau.Les aubes peuvent être équilibrées de part et d'autre de leurs pivots au moyen de masses d'équilibrage de forme aérodynamique et situéespar exemple dans le prolongement des nervures servant à rigidifier les dites aubes. A la limite si les aubes étaient réalises en matériaux très légers, on pourrait se passer des masses d'équilibrage. L'amortissement très simple des aubes est intégré au mécanisme de leurspivotements . Acet effet, l'axe de pivotement sera choisi avec des matériaux élastiques en torsion du genre acier à haute teneur en silicium. Cet axe sera fixé rigidement dans les branches du cadre avec au besoin des possibilités de réglage et d'avance automatique. Le milieu de cet axe appelé ici pivot sera fixé par un moyen mécanique tel un clavetage à une noix qui formera une butée limitant la rotation des aubes; les aubes étant constituées au niveau du pivot par un tube rigide auquel sont acrochées la voilure et les nervures des dites aubes. 3e ortt cette façon les aubes rigîdifiées au niveau des tubes .Au milieu des tubes des butées sont fixées sur ces dits tubes en opposition aux butées correstondantes du nivot fixe. Une autre caractéristique de l'invention est, qu'en fonctionnement, la figure 1 indiquant deux directions des vents - suivant la direction A du vent une des deux aubes X présente sa face extérieure à l'action du vent l'autre aube Y qui remonte au vent est poussée en butée vers l'extérieur sur sa face intérieure par le vent ce qui du fait de la grande longueur L > l de la dite aube, provoque un couPle de rotation en intrados à la façon d'une voile de bateau.Ainsi aux deux extrémités du cadre on dispose de deux couples de forces propres à faire tourner le dit cadre par l'intermédiaire des pivotes et des butées élastiques agissant sur celui-ci. toujours selon la figure I si le vent arrive de la direction B l'aube Y qui remontait le vent s'efface peu à peu autour de son pivot tandis que l'aube X présente au vent d'abord sa face intrados, puis décrit ses 800 de liberté et vient en appui sur sa butée élastique en extérieur, communiquant son couple de rotation au cadre. De cette façon toutes les actions arrivant de n'importe quelle direction sont communiquées au cadre.Il ne reste plus qu'à receuillir l'énergie produite par llintermédiaire d'un moyen de transmission quelcon oue tel que poulies et courroies reliées à 1'axe de l'éolienne. Les dessins anexés illustrent à titre drexemple un mode de rélisation conforme à la présente invention ; la figure 2 est une vue générale, la figure 3 est une vue du dispositif de pivotement et d'amortissement intégré aux aubes . Tel qu'il est représenté, le dispositif comporte figure 2 un cadre 1 et son axe de rotation 2. Les barnches du cadre sont solidaires de aubes l'axe et bien simétriques. Les 3 et 4 sont constituées figure 3 par des tubes 7 sur lesquels viennent se fixer la voilure 8 et les nervures 9 ainsi que leurs contretoids 15 les aubes sont réalisées dans des matériaux les plus légers possibles pour diminuer l'inertie. On neut envisager tous les alliages de métaux légers ainsi aue les matériaux comnosites utilisés en -aéronuti- que.Les tubes 7 servent d'armature. Tls oscillent autour des pivots 5 qui servent de ressorts . Selon la figure 3 , le pivot 5 pour une question de rigidité de l'éolienne est ici relié aux branches du cadre par une noix 10 assurant la liaison en rotation. Le pivot 5 est claveté dans la noix 10 ou fixé Dar un autre moyen mécanique. La noix est elle mame fixée aux branches du cadre 2 par un moyen mécanique tel que des vis 18. L'ensemble 5, @, 10 étant maintenu axialement par les vis 21. Lorsque les butées 17 du tube sont en contact avec les butées 18 du pivot 5 il se produit un choc; ces pièces seront donc réalisées en matériaux très dur tel que l"acier trempé. Les tubes 7 tourillonnement autour des pivots 5 par l'intermédiaire de roulements à billes 12 ou de matière antifriction.Ce mécanisme de pivotement et de ressort antagoniste intégré peut autre réalisé étanche à l'eau et aux poussières par l'insertion aux extrémités du tube 7 d'une pièce 13 faisant joint et chicane. La butée 18 sera reliée au pivot 5 par un moyen mécanique tel qu'un clavetage tandis que la butée 17 antagoniste du tube 7 sera reliée à ce tube par des moyens mécaniques tel que vis et goupilles. Selon la figure 4 plusieurs étages de ce dispositif peuvent être employés sur le même axe afin d'augmenter la puissance et de Cimi- ruer la pulsation de rotation. il est bien entendu qu'on pourrait réalisé l'invention avec le pivot 5 mobile et le dispositif amortisseur tout autre. axe plus on pourrait aussi rajouter des capteurs fixes 20 augmentant la prise au vent. il est bien entendu alors que l'invention n'est pas limité aux exemples de réalisatimn et de formesdécritesci-dessus à Dartir desquelles on Dourrait prévoir d'utres formes et d'autres réalisations sans nour cela sortir du cadre de l'invention. L'invention peut être utilisée pour capter l'énergie du vent Dour des fonctions telles oue ltentraSnement de pompes de chaleur à des fins fins de chauffage, le relevage d'eau, la production d'électicité etc... sans limitation d'aucune sorte. REVENDICATIONS 1/ Dispositif permettant de caDter la force du vent ownidirec- tionnellement au moyen d'aubes semi mobiles qui, d'une part, présentent l'intrados et l'extrados de leur faces au vent en vue d'en capter l'énergie et, d'autre part, race au fait que les dites aubes étant Dlus longues que la lonn--ueur de la moitié du cadre Drise au niveau des pivots, les aubes remon tant au vent, procurent au cadre une force motrice supplémen- taire, le tube de l'armature des aubes étant mobile à 800 environ autour de leurs pivots en vue d'assurer le débatte ment des dites aubes dont l'amortissement en fin de course est assuré par des butées positionnées d'une part, sur le tube d'armature des aubes, d'autre part, sur le pivot des aubes qui fait office de ressort amortisseur, les dites butées étant placées S peu près à étale distance des deux branches du cadre ou sont fixés les deux extrémités des pivots, ce dispositif avant pour but d'amortir symétriquement les efforts de torsion des pavots dus aux battements des aubes, qui, aérodynaniquement sont incurvées sensiblement du rayon décrit autour de l'axe de l'éolienne dont par ailleurs les aubes peuvent être munies de contrepoids d'équilibrage, 2/ dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait aue les aubes semi-obiles présentent successivement l'in trados et l'extrados au vent. 3/ Dispositif selon la revendication s, caractérisé par le fait que les aubes semi-mobiles sont plus longues que la moitié de la longueur du cadre mesuré aux pivots des aubes. 4/ dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de pivotement et de ressort anortisseur est intégré dans l'aube. 5/ Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce aue les rivons ressorts amortisseurs, sont munis de butées limitant la rotation des aubes. 6 Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pivots ressorts emortisseurs participent à la rigidité de l'éolienne car leurs fixations dans le cadre