Brevet FR2368618A1 — publié le 19780519

La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux éoliennes. Les éoliennes connues jusqu'à présent utilisent généralement des pales qui peuvent s'orienter automatiquement pour se placer dans la direction la plus favorable par rapport au vent. Mais de telles éoliennes sont très conteuses. La présente invention a pour objet une éolienne d'un type nouveau et dont le prix de revient est bien inférieur à celui des éoliennes à pales orientables. L'éolienne selon l'invention se caractérise en ce qu'elle comprend au moins un corps tournant possédant une symétrie de révolution autour d'un axe contenu dans un plan vertical, ledit corps étant dune part, entraîné en rotation autour de son axe de symétrie par des moyens moteurs et des moyens de transmission, et étant, d'autre part, monté tournant autour d'un axe principal horizontal, de sorte que lorsqu'un vent souffle dans la direction de l'axe principal pendant que le corps tournant est entraîné en rotation par les moyens moteurs, il entraîne en rotation, de façon connue, ledit corps tournant autour dudit axe principal. Avantageusement, l'éolienne comporte une pluralité de corps tournants supportés radialement par l'axe principal pour tourner autour de leur axe de symétrie respectif sous l'action des moyens moteurs, et pour tourner solidairement avec l'axe principal sous l'action du vent. Le couple de rotation obtenu sur l'axe principal est, dans ce cas, multiplié par le nombre de corps tournants. Plusieurs modes de réalisation de l'invention seront décrits à présent , à titre d'exemples non limitatifs, en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue par le haut d'un cylindre tournant exposé au vent, et illustre le principe sur lequel est basée l'invention; La figure 2 est une vue en perspective schématique d'une éolienne à un seul corps tournant cylindrique selon l'invention; La figure 3 est une vue en coupe d'une éolienne à plusieurs corps tournants coniques, prise selon un plan contenant l'axe de l'axe principal et l'axe de symétrie de l'un des corps tournants; La figure 4 est une vue en perspective d'une éolienne à système auto-entretenu, et La figure 5 est une vue en perspective d'une variante de réalisation de l'éolienne de la figure 4, comprenant un moteur de régulation de l'auto-entretien. Le principe sur lequel est basée l'invention sera expliqué en regard de la figure 1 qui représente un cylindre C vu par le haut, exposé à un vent soufflant dans une direction f perpendiculaire à l'axe du cylindre. Si le cylindre ne tourne pas, le vent se répartit également de part et d'autre du cylindre et passe avec la même vitesse sur les génératrices A et B situées dans le plan diamétral perpendiculaire à la direction du vent. Il règne donc en A et B la même pression. Si à présent le cylindre C est entrainé en rotation par des moyens moteurs, autour de son axe dans un sens déterminé, par exemple dans le sens f'indique sur la figure 1, le vent se répartit différemment des deux côtés du cylindre. En A, le mouvement du vent est freiné par le mouvement de rotation du cylindre, tandis quten B, il est favorisé par le mouvement de rotation. La vitesse du vent est donc plus grande en B qu(en A et, par suite, la pression en A est plus grande qu'en B. Le cylindre est donc le siège dtune force F qui le pousse vers le haut sur la figure 1. On comprend que si le cylindre était monté tournant autour d1un axe, il serait entraîné en rotation autour dudit axe par la force F. Clest justement ce qui se produit dans l'éolienne représentée sur la figure 2. L'éolienne comprend un mât 10 portant en son sommet un palier 12 dans lequel peut tourner un axe principal horizontal 74, en bout duquel est fixé un moteur 16 dont l'arbre 18 porte un corps cylindrique 20 orienté radialement par rapport à l'axe 14. Le corps 20 est réalisé en une matière légère, par exemple en tôle très mince, de sorte que son poids est relativement faible.La forme cylindrique du corps 20 n(a été donnée qu'à titre d'exemple, car, ainsi qu'il découle du principe exposé ci-dessus, le corps peut avoir une forme de révolution quelconque, par exemple conique ou sphérique. On notera que l'axe principal 14 est orienté parallèlement à la direction f du vent. Le mat 10 pourrait d'ailleurs être monté sur un pivot autour duquel l'éolienne tournerait en bloc pour que l'axe 14 soit toujours parallèle à la direction f. Le moteur 16 est alimenté en courant,par l'intermédiaire d'un dispositif de balais, et il tourne en entraînant le cylindre 20, par exemple dans le sens de la flèche f'. Comme dans le cas de la figure 1, le cylindre 20 est le siège d'une force F qui l'entraîne, ainsi que ltaxe 14,en rotation dans le sens de la flèche f1. La rotation de l'axe 14 peut servir à faire tourner une génératrice de courant. Bien entendu, dans le cas où l'on utiliserait n corps tournants disposés radialement autour de l'axe principal, le couple obtenu sur l'axe principal serait égal à n fois le couple obtenu avec un seul corps tournant. D'autre part, compte tenu dhffiitquela force de déplacement du corps tournant est dlautant plus grande que sa vitesse de rotation et son diamètre sont grands, il est préférable de donner au corps tournant une forme conique ou sphérique. Le mode de réalisation de la figure 3 représente une telle disposition avec deux corps tournants coniques 22 et 24. Le mât 26 porte les paliers 28 et 30 de l'axe principal horizontal 32. En bout de ltaxe 32 est fixé le stator 34 dlun moteur 36 dont le rotor 38 entraîne un pignon conique 40 qui engrène avec des pignons coniques 42, 44 prévus à la base des corps tournants coniques 22 et 24. Ces derniers sont montés tournants, autour de bras radiaux 46 et 48 venant de corps avec l'axe principal 32, par l'intermédiaire de paliers 50 et 52. Un collecteur tournant-54, alimenté en courant par des balais 56, commande le moteur 36 par I1 intermédiaire de conducteurs 58 et 60 passant dans un alésage axial 62 prévu dans l'axe principal. Compte tenu du faible poids de 11 ensemble tournant constitué par les corps tournants et l'axe principal, on comprend qutune fois que les corps tournants, ont été mis en rotation, le moteur ne devra fournir qutune très faible énergie, nécessaire pour vaincre les forces de frottement se manifestait au niveau des palies Dans un appareil de grande taille, l1 énergie nécessaire pour entraîner les cylindres peut être fournie par un système approprié auto-entretenu. Un exemple dlun tel système est représenté sur la figure 4. Sur le.palier 64 porté au sommet du mat 66 est calé un pignon conique 68 qui engrène avec le pignon 70 situé à la base du corps tournant 72. Si on suppose que l'éolienne est en action, la rotation de l'arbre 74 entraînera le corps tournant 72 en rotation. Pour effectuer le démarrage, on pourra utiliser un moteur réversible, fonctionnant en moteur pendant le démarrage pour entraîner les corps tournants en rotation, puis en génératrice entraînée par l'arbre 74. Mais la rotation de l'arbre 74 est proportionnelle i l'action du vent et elle présente un auto-emballement. Pour remédier à cet inconvénient; on utilise le système illustré à la figure 5 et dans lequel ltauto-entretien est corrigé par 11 adjonction d1un moteur piloté 76,qui coopère aveô le pignon 68 pour l'entraîner dans un sens ou dans l'autre, selon que l'autoentretien doit entre renforcé ou diminué. REVENDICATIONS 1.- Eolienner caractériséeen ce qu'elle comprend au moins un corps tournant possédant une symétrie de révolution autour axe axe contenu dans un plan vertical, ledit corps étant d'une part, entraîné en rotation autour de son axe de symétrie par des moyens moteurs et des moyens de transmission, et étant, dtau- tre part, monté tournant autour d'un axe principal horizontal, de sorte que lorsqu'un vent souffle dans la direction de l'axe principal pendant que le corps tournant est entraîné en rotation par les moyens moteurs, il entraîne en rotation, de façon connue, ledit corps tournant autour dudit axe principal. 2.- Eolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de corps tournants supportés radialement par l'axe principal pour tourner, autour de leur axe de symétrie respectif sous l'action des moyens moteurs, et pour tourner solidairement avec l'axe principal sous l'action du vent. 3.- Eolienne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un mât vertical, éventu-ellement monté sur pivot et portant à son sommet un palier dans lequel peut tourner un axe principal horizontal en bout duquel est fixé le stator dcun moteur dont le rotor entraîne en rotation, par l'in- termédiaire de moyens de transmission appropriés, au moins un corps à symétrie de révolution qui est monté tournant autour dtun bras radial par rapport à Itaxe principal. 4. Eolienne selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdits moyens de transmission sont constitués par un pignon calé sur le rotor et qui engrène avec un pignon prévu sur le corps tournant. 5.- Eolienne selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité de corps à symétrie de révolution montés tournants, par l'intermédiaire de paliers, sur des bras radiaux venant de corps avec l'axe principal, lesdits corps tournants portant chacun, par exemple à leur base, un pignon qui engrène avec le pignon qui est calé sur le rotor du moteur. 6.- Eolienne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit moteur est connecté à un collecteur porté par l'axe principal et alimenté par dessalais. 7.- Eolienne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit moteur est réversible. 8.- Eolienne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'énergie nécessaire pour entrainer les corps tournants est fournie par un système auto-entretenu comprenant par exemple un pignon calé sur le palier situé en bout du mât porteur, ledit pignon engrénant avec les pignons portés par les corps tournants. 9.- Eolienne selon la revendication 8, caractérisée en ce que ledit système auto-entretenu est régulé par l'adjonction d'un moteur piloté portant un pignon qui engrène avec le pignon calé sur le palier situé en bout du mât porteur, ledit moteur piloté pouvant tourner dans un sens ou dans l'autre pour accélérer l'auto-entretien ou pour le diminuer. 10.- Eolienne selon l'une des revendications précédentes, caractérise en ce que les corps tournants sont cylindriques, coniques ou sphériques. 11.- Eolienne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les corps tournants sont réalisés en une matière légère, par exemple en tôle mince.