Brevet FR2426813A1 — publié le 19791221

Cet appareil concerne la production d'un mouvement rotatif vertical obtenu par la réaction d'un fluide ou liquide en mouvement sur des pales articulées dont le débattement est limité par une barre de retenue. Fonctionnant dans le lit du vent, ces machines dénomées éoliennes, sont en général à axe horizontal nécessitant une très grande hauteur de support Le rendement très bas n'utilise qu'une partie de l'énergie disponible. L'orientation des systèmes devient très contraignante à partir d'une certaine masse à faire pivoter. La mise à l'arrt dans le fluide en mouvement est difficile, sinon quasi impossible dans certains modèles, rendant la sécurité aléatoire. L'invention utilise un axe vertical, permettant une construction robuste et compacte, de débattement limité, d'encombrement vertical réduit, utilisant presque intégralement l'énergie disponible dans un espace donné. La direction du mouvement du fluide est indiférente quant à la force produite. Les barres de retenues limitent les chocs du déploiement des pales, absorbent le bruit du rabattement et augmentent le rendement de 20% (fig. 5). L'arrt du système dans le fluide en mouvement en cas de nécessité est aisé. La régulation module la puissance fournie en fonction de la puissance disponible. La vitesse de rotation des ensembles utilisateurs est stabilisée au nombre de tours par minute choisi et est indépendante de la vitesse angulaire du rotor principal. Pour la clarté de l'exposé le dispositif va tre décrit en fonctionnement dans le vent, mais peut-tre utilisé de la mme manière dans n'importe quel fluide ou liquide en mouvement. Il consiste essentiellement en un capteur d'énergie et un ensemble de régulation. Le capteur (fig. 1) comprend trois supports bipales symétriques par rapport à l'axe vertical. Pour les supports inférieur et supérieur la symétrie est aussi réalisée par rapport à l'axe horizontal du support 2. Cette symétrie permet une fabrication unique de ces deux supports. L'axe central comporte à sa partie supérieure six cannelures permettant un calage immédiat des pales dans leur position angulaire adéquate et rend le rotor solidaire des supports (fig. 2). L'axe d'articulation des pales est situé au tiers de leur longueur environ, mais calculé en fonction de leur masse (fig. 3) provoque en position 4 et 5 une contre force centrifuge F1 qui diminuant F2 de la quantité nécessaire et calculée permet un rabattement correct des pales sur leur support. Eh effet à partir d'une certaine vltesae de rotation la force centrifuge déterminée par la masse des pales en rotation devient supérieure à la force F du fluide en mouvement et empche le rabattement de celles-ci. D'autre part, le déport des pales déplace le point d'appli- cation de la force F vers l'extérieur et augmente le moment du couple pour un encombrement déterminée La barre de retenue a (fig. 4) permet une contre réaction au vent dans la position 3 (fig. 3) augée- tant le rendement (fig. 5). Elle assure par l'action du couliaseau b sur un ressort, caoutchouc= piston à air ou hydraulique c un amortissement du choc produit par le déploiement de la pale passant des positions Z à 3 (fig. 3), Par l'action identique aur a (fig. 4) elle élimine le bruit et diminue le choc du rabattement de la pale sur son support en passant de la position 5 à 6 (fig. 3). Des mors e (fig. 4) bloquant le coulisseau b sur la barre de coulisse f maintiennent, en cas d'arrt d'urgence, la pale sur son support en position 4 (fig. 3 et arrte instantanément le mouvement circulaire mme dans un vent violent, les 2 forces F (fig. 3) s'annulantv Dans le cas d'une éolienne le couple est donné par la force F exercée par le vent sur les pales multipliées par la distance de son point d'application au pivot centrale La force F est donnée par la formule : R = K Sv a en vitesse subsonique ; a'est pris en compte, l'appareil fonetionnamt en altitude constanie. Donc F est proportionnelle à la surface des maîtres-couples et au carré de la vitesse du vent. En prenant la surface égale à l'unité dans la position 1 de la fig. 3, on a en position 2 et 6 une force égale à V3, et en position 3 une force liée à 1a position du point d'articulation de la barre de retenue égale environ à 0. 3, ce qui donne une force totale d'environ 2. unités. Pour une voilure de un mètre carré par pale, on a 2 tonnes de poussée, K étant égal à 1 et par un vent de 36 Km par heure 18 tonnes pour un vent de 108 Km par heure, et 50 tonnes à 180 Km/H. L'ensemble de régulation se divise en deux parties. L'une essen- tellement mécanique fig. 6) et l'autre hydraulique (fig. 8) * La conversion du mouvement circulaire vertical du pivot central en mouvements circulaires horizontaux destinés aux utilisations se fait dans un carter rempli d'huile, par l'intermédiaire de deux roues RI et R2 à engrenages et vis globiques. Des embrayages manuels Mi M2 M3 et M4 permettent d'isoler n'importe quelle ligne d'utilisation sans arrter l'ensemble. Les pompes principales G1 G2 G3 et G4 sont entraînées par les lignes 1, 2,3 et 4 mais une seule fonctionne à la fois par lintervention des vannes manuelles Cl, C2, C3 et C4, permettent le fonctionnement de l'ensemble restant quand une ou deux lignes sont arrtées. En cas de panne prolongée d'une ou deux lignes, le tarage adéquat des vannes V1, V2, V3 et V4 permet l'utilisation des gradients de pression prévus initialement. Car en effet, à la mise en marche de l'ensemble, le gradient de pression agit sur les vannes V1, V2, V3 et V4 tarées graduellement et enclenche ou désenclenche les lignes 1, 2,3, et 4 suivant la puissance disponible sur le pivot central, découlant de la vitesse du vent. Les pompes secondaires Pi, P2, P3 et P4 débitent une pression hydraulique proportionnelle à la vitesse de rotation des utilistions V1, V2, V3 et V4 qui agissant sur les vannes R1, R2, R3 et R4 bloquent la pression arrivant sur les embrayages hydrauliques El, E2, E3 et E4 et renvoie à BE, B2, B3 et B4 par l'intermédiaire de R't, R'2, R'3 et R'4 la pression restante sur les dits embrayages. Des tem- porisateurs montés sur ce système permettent alors une plage de vitesse constante pour les utilisations VI, V2, V3, et V4 indépendante de la vitesse de l'arbre central. Des raccords d'arbres rigides (fig. 5) permettent le changement de courroie. Cet ensemble peut-tre utilisé pour la fourniture d'une force motrice tirée de l'énergie d'un fluide en mouvement par exemple : l'air ou d'un liquide en mouvement par exemple l'eau. Les utilisations de la force ainsi mise à disposition sont aussi variées que la technologie le permet, et la description ci-dessous ne peut tre exhaustive. Production d'électricité sur place et toutes les applications qui en découlent : chauffage des maisons, des serres, supérieur au chauffage solaire car cette invention fonctionne au moment où l'on en a besoin : l'hiver (maximum des vents) et la nuit (minimum des températures fourniture d'électricité dans les endroits reculés : campagnes isolées, phares, montagnes-rentabilité des automobiles électriques par une recharge partielle des accus en mouvement, et totale à l'arrt grâce à une miniaturisation du système monté sur 1''arrière de l'habi- tacle. -Pompage et mise en pression d'une eau destinée à la consommation ou à l'arrosage, des centrales au fil de l'eau peuvent tre ins- tallées sur un canal ou une rivière. Ainsi des mini centrales préfa- briquées installées tous les 100 mètres sur le canal de provence uti- lisant l'eau de la Durance peuvent produsirent i 000 SX, ltéquivalent d'une centrale atomique. -bouture, concassage des pierres et graviers. -Régulation du débit d'un fluide dans une canalisation par contrôle de la vitesse du capteur, celui-ci pouvant tre miniaturisé à l'extrme. REVENDICATIONS Dispositif produisant une force motrice rotative à vitesse angulaire constante tirée de l'énergie d'un fluide ou d'un liquide en mouvement quelle que soit la direction de ce mouvement. Caractérisé par la disposition particulière et le débattement de récepteurs appelés pales et par l'asservissement du mouvement aléatoire initial en une vitesse angulaire constante finale. 2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen destiné à provoquer la rotation quelque soit la direction du mouvement du fluide est la réaction du fluide ou du liquide sur des pales couplées deux à deux symétriquement par rapport à l'axe vertical d'un support horizontal. 3-Dispositif selon la revendication 2 caractérisé par le fait que le moyen destiné à augmenter le rendement de 70 % est obtenu par le déport vertical de deux bipales symétriquement au troisième, pour éviter les interactions du fluide ou liquide en mouvement. 4-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen destiné à entretenir le mouvement rotatif du capteur est obtenu par le rabattement des pales sur leurs supports pendant une demie révolution, leur déploiement pendant un quart de révolution et leur mise en drapeau pendant un quart de révolution. 5-Dispositif selon la revendication 4 caractérisé par le fait que le moyen destiné au rabattement des pales sur leurs supports de réaction, leur déploiement et leur mise en drapeau est une articulation verticale de celles-ci sur leur support. 6-Dispositif selon la revendication 5 caractérisé par le fait que le moyen destiné à obtenir un bon rabattement des pales quelle que soit la vitesse de rotation du capteur est un désaxage de l'articulation par rapport au centre de gravité de la pale, telle que la force centrifuge proportionnelle à la masse de celle-ci soit inférieure a la force provoquée par le fluide en mouvement sur la pale. 7-Dispositif selon la revendication t caractérisé par le fait que le moyen destiné à controler le débattement des pales est obtenu par un tirant fixé sur la pale et coulissant sur un axe solidaire du support. 8-Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par le fait que le moyen destiné à augmenter la puissance de 20 % est obtenu par le déport du point d'ancrage du tirant par rapport au centre de gravité des pales provoquant sur le dos de celles-ci une réaction du fluide en mouvement pendant un quart de révolution. 9-Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par le fait que le moyen de limiter, conjointement avec la revendication ? 6 la force centrifuge s'appliquant sur-les pales et risquant dtinduire une contre-réaction à grande vitesse de rotation est une longueur déterminée du tirant maintenant celles-ci perpendiculaires à leurs supports dans leur pivotement maximal. 10-Dispocitif selon la revendication 7 caractérisé par le fait que le moyen destiné à l'amortissement du choc produit par le déploiement des pales est un ressort, caoutchouc, piston à air ou hydraulique fixé sur la barre de coulisse du support vers l'extérieur et entrant en contact progressivement avec le coulisseau du tirant. % 1-Digposltif selon la revekdication 7 caractérisé par le fait que le moyen destiné à éviter le bruit et limiter le choc provoqué par le rabattement des pales sur leurs supports est le symétrique du dispositif de la revendication 10 mais fixé vers l'intérieur. 12-Dispositif selon la revendication 7 caractérisé par le fait que le moyen destiné à arrter le capteur dama le lit du fluide en mouvement se compose de 2 mors bloquant le coulisseau du tirant en-po itiomaaximale, em. pehant, ai. nsi Ie deploiemen de gales. 3-Dispositif selon la revendication ! caractérisé par le fait que le moyen destiné à rendre indépendante la vitesse d'utilisation de celle du rotor central est un système de pompes et d'embrayages hydrauliques entraînés par les arbres 14-Dispositif selon la revendication 13 caractérisé par le fait que l'énergie est divisée par quatre pour moduler la puissance utilisée en fonction de l'énergie disponible. t5-Dispositif selon la revendication 14 caractérisé par le fait que chaque utilisation peut tre isolée par des vannes manuelles. 16-Dispositif selon la revendication 13 caractérisé par le fait que les pompes sont situées de part et d'autre des embrayages. 17-Dispositif selon la revendication 14 caractérisé par le fait que le moyen utilisé por. r moduler la mise en marche des quatre lignes d'utilisation est une pompe placée en amont des embrayages, dont la vitesse de rotation liée à celle du rotor central actionne, au fur et à mesure de l'élévation du gradient de pression engendrée par l'augmentation de vitesse du rotor, les embrayages des 4 lignes d'uti- lisation. 18-Dispositif selon la revendication 13 caractérisé par le fait que le moyen destiné à rendre la vitesse constante et indépenda- te en bout d'arbre est une pompe placée en aval de l'embrayage et dont la vitesse liée à celle de l'arbre utilisateur détermine un gradient de pression qui agissant sur des robinets tarés contrôle par tout ou rien, la pression exercée par la pompe amont sur l'embrayage. 19-Dispositif selon la revendication 13 caractérisé par le fait que le moyen utilisé pour le changement de courroie est une pièce amovible de raccordement des arbres moteurs.