Brevet FR2410748A1 — publié le 19790629

La présente invention concerne les machines destinées å capter lténergie cinetique du vent, dont les élé- ments récepteurs se déplacent suivant la direction de celui-ci. Dans les dispositifs connus de ce genre l'axe de la zone motrice est normal à la direction du vent et une partie seulement de- l'aubage est motrice, l'autre partie devant-être munie d1un dispositif protecteur qui annule ou diminue l'effet du vent. C'est par ce dispositif protecteur que l'on différencie entre eux les principaux systèmes de ce genre qui se résument ainsi - les machines à écran, - les machines à clapets battants, - les machines à variations cycliques. Mais le principal défaut de tels aéromoteurs réside dans le fait que seulement une partie équivalent a' la moitié de la surface effective du rotor exposée au vent est motrice, itautre partie étant munie d'un dispositif protecteur propre à annuler l'effet du vent ou tout du moins à en atténuer l'effet. Le dispositif suivant la présente invention se propose d'apporter une solution peu onéreuse au problème posé par les aéromoteurs de ce type. Dans celui-ci en effet par une combinaison originale de deux rotors, on obtient un aéromoteur avec deux zones motrices situées environ de part et d'autre de l'axe central de rotation. Le dispositif, objet de la présente invention, comporte deux rotors concentriques, l'un étant situé au centre de l'ensemble, et le second, à I'extérieur. Le rotor central est luimême un aéromoteur classique à aubes fixes correspondant aux types de machines précédement décrites. L'axe de la zone motrice est normal à la direction du vent et une partie seulement de l'aubage est motrice ; l'autre partie allant en sens contraire du vent est soustraite à l'action de celui-ci, ceci afin que l'aéromoteur puisse fonctionner avec un rendement convenable. Le dessin N")1 PL. I illustre schématiquement le rotor aéromoteur central (1) avec la zone motrice (2) de son aubage où agit le vent(3). Contrairement aux dispositifs existants, la partie de l'aubage du rotor central allant en sens contraire du vent n'est pas soustraite à l'effet de celui-ci par un simple écran orientable éliminant purement et simplement l'effet du vent. Elle est soustraite directement par les aubes du second rotor situé à I'extérieur, qui pour cette zone bien définie intercepte intégralement le vent et par là-même capte son énergie mécanique. Ainsi, on dispose d'un ensemble aéro- moteur interceptant intégralement le vent appliqué'sur celui-ci. En effet, à peu près à la hauteur de l'axe de rotation de l'ensemble aéromoteur, le vent est divisé pour être intercepté soit par le rotor central, soit par le rotor extérieur Comme les deux aubages des deux rotors captant lténergie se déplacent chacun suivant le sens du vent, les rotors sont donc animés dtun mouvement de rotation de sens opposé l'un de l'autre. Ainsi disposés lesdç,ux aubages, captant l'énergie du vent, se déplacent suivant le sensX Disposant alors de deux rotors tournant en sens inverse et captant chacun une énergie il est logique de les relier mécaniquement, ceci afin d'additionner les puissances captées par chaque rotor. Toutefois on devra porter une attention toute particulière sur ce lien mécanique qui doit soit additionner deux puissances captées sous deux régimes différents de rotation, ce qui peut-être réalisé par un engrenage du type differentiel, ou soit additionner deux puissances captées sous un régime de rotation identique des deux rotors ; mais à ce moment on devra soigneusement étudier et dimensionner respectivement les deux rotors, dans ce but, ainsi que le train d'engrenages. Par une dispgsvietnion originale des aubes du rotor extérieur, on obtient la division/sur le4 deux zones motrices à peu près à la hauteur de l'axe de rotation En effet celui-ci joue deux rôles - d'une part de la division réalisée sur le vent, il capte l'énergie mécanique de ce dernier et soustrait la partie du rotor central allant contre, de l'effet de celui-ci - et d'autre part de la division réalisée sur le vent, il permet librement le passage de celui-ci vers la partie motrice du rotor central captant lui-aussi 1' énergie mécanique de ce vent. Les aubes du rotor sont disposés de la façon suivante. Par rapport aux aubes du rotor central, elles forment un angle partiellement ouvert avec celles-ci, puis à leurs extrémités, elles ont une forme beaucoup plus cintrée, de manière à offrir en leurs faces concaves une plus grande résistance au vent, et de manière à permettre un meilleur écoulement du vent en leurs faces convexes, vers la partie motrice du rotor intérieur. Le dessin N0)2 PL. I illustre toute la disposition de l'ensemble,(1) étant le rotor central, avec sa zone motrice (2) exposé au vent (3) au travers des aubes du rotor extérieur disposées et étudiées à cet effet, et avec sa zone non motrice (4) de son aubage allant coutre le vent, qui est soustraite toujours par l'in téraction des aubes du rotor extérieur interceptant et captant l'éner- gie mécanique du vent à cet endroit ; (5) étant l'angle légèrement ouvert de l'aube du rotor extérieur avec l'aube du rotor central, (6) étant la forme cintrée de l'extrémité destinée à offrir soit une résistance plus élevée en sa face concave, soit à permettre un meilleur écoulement des filets d'air vers le rotor central. Le dispositif conforme à la présente invention apporte une solution peu onéreuse au problème du peu de rendement des aéromoteurs à axe vertical. En effet dans ce système aucun élément de l'ensemble nécessite pour son bon fonctionnement une orientation suivant la direction du vent. Quant aux applications industrielles elles sont identiques à celles des dispositifs éoliens à l'heure actuelle en service, pompage, électrogénérateur, etc... Toutefois une application intéressante de ce dispositif éolien peut-être envisagée pour l'entraînement des compresseurs de "pompe à chaleur" appareil thermodynamique générateur de chaleur, ou d'air conditionné à l'heure actuelle en plein essor. REVENDICATIONS 1- Dispositif aéromoteur dont les élements récepteurs se déplacent suivant la direction du vent. Caractérisé en ce que par la disposition originale de deux rotors aéromoteurs de formes étudiées à cet effet, lténergie mécanique, sous forme cinétique de l'énergie éolienne est prélevée intégralement sur une aire correspondant à la surface totale, de l'ensemble aéromoteur, balayé par le vent. 2- Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que la disposition originale du dispositif réside en une disposition concentrique des deux rotors. 3- Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que la disposition originale du dispositif réside en ce que les aubes du rotor extérieur jouent le rôle d'écran annulant ou tout du moins diminuant l'effet du vent, sur la partie de 1' aubage du rotor intérieur allant à contre courant. 4- Dispositif selon les revendications let3. Caractérisé par le fait que la disposition originale du dispositif réside en ce que les aubes du rotor extérieur, tout en jouant le rôle d'écran, interceptent le vent et captent par là-même son énergie mécanique. 5- Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que la disposition originale du dispositif, réside en ce que pour la partie du rotor extérieur allant contre le vent, les aubes laissent passer librement le vent vers la zone motrice du rotor central, qui l'intercepte et capte son énergie mécanique. 6- Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que les formes étudiées du dispositif, résident en ce que les aubes du rotor extérieur forment un angle ouvert avec les aubes du rotor central, et accentuent en leurs extrémités opposées un cintre dont le -rayon de courbure permet une bonne interception du vent en sa face concave et un bon écoulement des filets d'air en sa face convexe vers le rotor central. 7- Dispositif selon la revendication NO) 1. Caractérisé par le fait que la disposition originale du dispositif réside en une liaison mécanique du mouvement des deux rotors, propre à additionner les puissances respectiveinent captées par chacun d'eux.