Brevet FR2448645A1 — publié le 19800905

TURBINE A AIR Domaine de l'invention : La présente invention appartient au domaine des turbines à air. Ells concerne une turbine dans laquelle le flux dair est constitué par le vent, et qui a pour objet de transformer l'énergie éolienne en une autre forme dténergieXélectrique par exemple, utilisable pour de multiples fins3 la turbine de l'invention se caractérise par des aubes planes oscillantes autour d'un axe horizontal. Art antérieur : On a, de tout temps, cherché à utiliser l'énergie éo- lienne au bénéfice d'installatigns ne demandant qutune faible puissance. Les appareils mis au point à cet effet sont soit du type turbine à axe horzontal, soit du type turbine rotative à axe vertical. Les premiers exigent, pour avoir un bon rendement que l'axe horizontal soit en permanence orienté dans une direction faisant un angle déterminé avec la direction du vent, leur orientation doit donc pouvoir être midifiée à volonté, ce qui les rend complexes et lourds. Les secondes souffrent d'inconvénients différents : leurs aubes doivent offrir une résistance minimum au vent dans la portion de mouvement de rotation qui est à contrevent, et exigent donc un dispositif d'échappement. On connait ainsi par la demande FR 2.380.437. une turbine à air dont les aubes oscillent autour d'un axe vertical > mais dont l'oscillation est limitée à un angle inférieur à 900. Son rendement est cependant limité par le fait que ses aubes ne s'éclipsent pas complètement. Exposé de l'invention L'invention a pour objet une turbine à air qui présente l'avantage d'être de construction simple et donc économique, et dont les aubes se placent automatiquement de profil dans la portion de mouvement de rotation qui est à contre-vent, offrant ainsi le minimum de résistance. Une turbin à air conforme à l'invention comporte un mât vertical et une pluralité d'aubes montées sur des arbres disposés radialement dans un même plan horizontal. Elle se caractérise en-ce que les aubes peuvent osciller autour de leurs arbres. En outre des butées limitent l'oscillation des aubes assurant que celles-ci présentent une surface d'appui maximum au vent dans le sens où celui-ci agit sur elles. Par contre, à contre-vent les aubes basculent et ne présentent que leur tranche. au vent, ce qui assure une résistance minimum à la rotation de la turbine. De préférence, l'invention prévoit six pales escillantes dont les arbres forment entre eux un angle de 60 degrés. Suivant une autre caractéristique de l'invention, celle-ci prévoit que deux ou même un plus grand nombre d'étages de pales soient disposés les uns au-dessus des autres. Une turbine ainsi réalisée intercepte un flux d'air plus important qu'une turbine à un seul étage de pales et donne donc un meilleur rendement. Dans un mode particulier de réalisation, une turbine conforme à l'invention présente des pales doubles en deux parties oscillant autour d'un meme arbre : une partie se relevant vers le haut sous l'action du vent, alors que l'autre partie s'abaisse sous l'action du vent et de son propre poids. Des butées assurent ici aussi une disposition optima des pales double quand le vent agit sur elles, et une éclipse presque totale à contre-vent. Ce modèle de turbine peut être particulière ment bien adapté à I'entraînement d'une hélice d'embarcation légère. On constate en effet que cet entrainement est indépen dant du sens de déplacement de l'embarcation par rapport au vent. Enoncé des fiqures La Fig. 7 est une vue de dessus d'une turbine à air conforme à l'invention, quand elle est soumise à l'ac-tion d'un flux d'air selon la flèche f. La Fig. 2 est une vue latérale de la turbine de la Fig. 1 montrant deux pales opposées, sans action de flux d'air. La Fig. 3 est une vue en boutd"une pale double sous l'action d'un flux d'air selon la flèche f2. Description détaillée : La turbine représentée aux Fige. 7 et 2 comporte un mât vertical 1 sur lequel est monté un arbre moteur 2 par deux paliers 3 et 4. L'arbre moteur 2 peut ainsi tourner sur luimême. En bout d'arbre moteur 2 un disque d'assemblage 5 porte six arbres horizontaux 6, 7, 8, 9, 10 et 11, disposés à 60 degrés les uns des autres Sur chaque arbre horizontal est montée par des paliers 25 et 26 une pale pouvant osciller autour de cet arbre. Une butée limitatrice d'oscillations est fixée sur chaque arbre horizontal et chaque fois du même côté. C'est ainsi que sur la Fig. 2 la butée 12 est derrière la pale de gauche 11 par rapport eu plan de figure, et la butée 14 est devant la pale de droite 15 par rapport au plan de figure. De telles butées sont aussi indiquées en 16 et 17 sur la Fig. 1. On voit donc que lorsque la turbine est soumise à l'action d'un flux d'air suivant la flèche f1 de la Fig. 1, les pales à gauche de l'arbre moteur prennent une position verticale et présentent au flux d'air une surface d'appui maximum. Par contre, lorsque après rotation ces pales passent du coté droit de l'arbre moteur, elles s'éclipsent en prenant la position horizontale et en offrant ainsi une résistance minimum au flux d'air. On a représenté à la Fig. 3 une pale double en deux parties 18 et 19 vue en bout de l'arbre horizontal 20 sur lequel elle est montée. Une but-ée 21 limite le relèvement, sous l'action d'un flux d'air selon la flèche f2, de la partie supérieure 18 et une butée 22 limite sa retombée. Une butée 23 limite le battement vers le bas de la partie inférieure 19 et une butée 24 limite son relèvement. Les butées 21 et 22 permettent une oscillation de l'ordre de 80 degrés à la partie supérieure 18 et les butées 23 et 24 permettent une oscillation de l'ordre de 85 degrés à la partie inférieure 19. L'expérience a monté qu'il y avait intérêt à ce que les deux butées 22 et 24 forment entre elles un angle de faible ouverture. En effet, cette disposition favorise l'ouverture de la pale double quand celleci passe de la position où elle est éclipsée à contre-vent à la position où elle s'ouvre pour recevoir toute la force du flux d'air. R E V E N D I C A T I CI N S 1 - Turbine à air comprenant un mat vertical et une pluralité d'aubes montées sur les arbres disposés ridialement autour du mat, caractérisée : - en ce que les aubes peuvent osciller autour des arbres sur lesquels elles sont montées. 2 - Turbine à air selon la revendication 7, caractérisée : - en ce qu'elle comporte des butées de limitation du mouvement d'oscillation des aubes en position verticale. 3 - Turbine à air selon la revendication 2, caractérisée - en ce que les arbres sont disposés dans un même plan horizontal et angulairement espacés de 60 degrés. 4 - Turbine à air selon la revendication 3, caractérisée - en ce qu'elle comporte des pales doubles en deux parties chaque partie oscillant indépendamment autour du même arbre, et des butées de limitation de mouvement d'oscillation pour chaque partie de pale double. 5 - Turbine à air selon la revendication 4, caractérisée - en ce que les butées limitent le mouvement d'oscillation d'une des parties de pale double à environ 80 degrés et le mouvement d'oscillation de l'autre partie à environ 85 degrés.