Brevet FR2438752A1 — publié le 19800509

La présente invention permet d'obtenir par des moyens physiques simples la régulation et l'asservissement de la vitesse ou du couple des adrogenérateurs te autres machines tournant dans des fluides liquides ou gazeux. Elle permet notamment de maintenir constante la vitesse maximale des éoliennes. Â l'heure actuelle, la captation de l'énergie éolienne fait appel 8 des techniques de limitation de vitesse de trois ordres : freins mécaniques, freins aéro- dynamiques, freins électriques. Dans le premier cas l'on se heurte & l'usure rapide et irrégulière des surfaces de friction qui inévitablement entrait des vibrations allant Altencontre de la fiabilité du matériel. Dans le deuxième cas les turbulences créées par la déformation des pales ou par le ddploienent de volets, à l'écoulement de l'air entrainent d'inévitables vibrations qui vont concourir à la destruction du système.Dans l'option n pas variable n l'on se heurte à une cosplexité mécanique prohibitive. Ie Immitateur de vitesse éles- trique pour être efficace doit être équipé d'un système de controle électroni- que complexe et d'une machine auxiliaire lourde. Le système de régulation pneumatique objet de la présente invention offre l'a vantage d'éliminer les turbulences en amont et en aval du champ d'action des hélices, donc d'éliminer les vibrations dues à ce défaut. n supprise dans le cas des aérogénérateurs tout ensemble mécanique comportant des pièces mobiles faisant partie des rotors, La vitesse limite choisie peut Titre fixe ou variable. L1 asservissement en vitesse ou en puissance peut aisiment entre controlé parmi ou plusieurs paramètres. Dans les cas les plus courants de production d'électro cité à usage domestique ou d'alimentation de phares, de balises, de radiophares de relais radio, de publicités lumineuses, l'on peut considérer comte nulle la maintenance de la partie aérogénérateur-régulateur. Pour obtenir la régulation pneumatique objet du brevet, le dispositif suivant est adopté : l'hélice ( fig I ) est munie dans chaque pale d'un tube ( I et 2 communiquant avec le pot d'adrission ( 3 } lis en commanication avec l'air ex térieur par la vanne ( 4 ). Chaque tube se termine par une tuyère d1éjection d'air ( 5 ) dirigée vers le bord d'attaque de la pale, Mme par le vent l'hélice tourne autour de son axe. L'air contenu dans les tubes ( 1-2 ) est chassé vers les trgréres par la force centrifuge.La force de réaction de l'air sortant des tuyères va s'opposer à la force résultant de la poussée du vent sur 11 hélice augmentant la charge de celle-ci. En agissant sur la vanne d'admission d'air ( 4 ) l'on augmentera ou diminuera la nasse d'air éjectée et par la la force réactionnelle des tuyères. Un équilibre s'établira ainsi pour chaque position de la vanne. Les valeurs à retenir pour le calcul des sections à donner aux conduits d'air sont : La puissance transmise à l'axe de la machine par les pales, la vitesse de rotation maximale adoptée, la longueur des conduits, le diamètre de révolution des tuyères d'éjection.L'on a donc V lim - 315 i/s D - du conduit d - gi de l'orifice de la buse. P2 - Pression statique interne PI - Pression ambiante. R = 29,27 L'admission d'air pourra être éventuellement caniaandée par des système élec troniques, méca niques, pneumatiques, manuels s'il est besoin de faire varier la vitesse de rotation.Par exemple pour éviter les pertes de puissance par vent faible, l'admission de l'air à l1entrée des conduits de pales ou du pot d'aspiration pourra éventuellement être obturée par l'action d'une vanne com- mandée par masselottes centrifuges ( 6 ). le système d'admission d'air pourra Entre établi indifferemment en aval ou en amont des pales d'hélice. L'admission d'air pourra éventuellement être asservie par commande électronique, pneumati- que, ou mécanique dans tous les cas oh il serait utile de faire varier la charge de l'hélice en fonction de grandeurs physiques quelconques. L'ensemble régula- teur : Conduits de fluides, pot d'aspiration, tanne de controle, peut 6tentuel- lement Stre séparé de l'hélice, tourner sur le mEme axe que celle-ci ou sur un autre axe rendu solidaire de l'axe d'hélice et se mouvoir soit dans l'air am- biant ou dans tout autre fluide liquide ou gazeux. REVENDICATIONS I-?rocdé de limitation à une vitesse prédéterminée du mouvement d'une hélice par'le fait mue par la circulation d'un fluide, liquide ou gazeux, caractérisé qu'il consis te à organiser la circulation d'une partie de ce fluide ,capté en aval ou en amont de cette hélice,de telle manière qu'il vienne s'opposer par réaction,en s'échappant des tuyères situées de préférence à l'extrémité des pales son mouvement. 2-le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I constitué par le fait qu'il comporte un pot d'aspiration du fluide situé prés ou dans l'axe de rotation de l'hélice,un ou plusieurs conduits parallèles ou dans le plan de rotation de l'hélice,intégrés ou non à celle-ci et communiquant avec le pot d'aspiration;une ou plusieurs tuyères situées à l'extrémité du ou des conduits et dirigées dans la même direction que le bord d'attaque de ou des pales.Enfin le dispositif comporte une ou plusieurs vannes d'admission du fluide au pot d'aspiration permettant de régler la masse du fluide éjecté par les tuyères. 3-Dispositif selon I et 2 caractérisé par ltemploi d'une ou plusieurs tuyères caractérisées par le fait que la surface de la ou des sections des sorties d'éjecteurs est inférieure à la surface de ou des sections moyennes des conduits 4-Dispositif selon les revendications 2 et 3 caractérisé par l'utilisation d'une ou plusieurs vannes d'admission à l'entreé de la boite d'aspiration pour régler la masse de fluide éjecté par la ou les tyuéres. 5-Dispositif selon les revendications 2 à + caractérisé par le fait que la ou les vannes d'admission se situent en amont ou en aval de l'hélice. 6-Dispositif caractérisé par l'utilisation d'un régulateur à masselottes centrifuges pour régler l'ouverture des vanneseselon les revendications 2-4-5. 7-Dispositif caractérisé par le fait que la ou les vannes peuvent être asservies à des grandeurs physiques pour faire varier le couple et la vitesse de I'hélice,selon les revendications 2-4-5-6.