Brevet FR2465898A1 — publié le 19810327

La présente invention a pour objet les aéromoteurs Les aéromoteurs, plus communément appelés éoliennes, ont tous comme organe récepteur, qui transforme en travail la force vive du vent, une hélice ou une turbine 8 aubes hélicoïdes et sont généralement montés sur un pylône élevé. L 'axe desdites hélices ou turbines hélicoides est toujours horizontal, ses organes moteurs étant toujours face au vent On constate donc que la poussée toujours supportée par ledit organe moteur se situe dans un plan horizontal et provoque un couple de flexion du pylône qui le supporte . De plus ce pylône doit être d'autant plus élevé que l'organe moteur est d'un plus grand diamètre .On constate donc que pour ces diverses raisons la puissance pouvant être ainsi captée est très limitée si l'on désire conserver une sécurité suffisante, l'utilisation de tels engins pour capter de grandes puissances nécessiterait des infrastructures colossales et onéreuses La présente invention a donc pour objet d'éviter ces inconvénients en permettant de réaliser des aéromoteurs de très grande puissance présentant une hélice de grand diamètre mais qui ne supporte pas pour autant des efforts dangereux pour la résistance de l'édifice, même lorsqu'ils sont soumis aux plus grands vents Pour cela la turbine hélicoide ou l'hélice, qui est mûe par le vent, est montée sur un axe vertical, le vent qui l'anime étant conduit jusqu'à elle au moyen d'un déflecteur orientable .On comprend donc que ainsi la poussée subie par ledit organe moteur est alors verticale et ne peut de ce fait contribuer A la destruction de l'édifice qui la supporte De même on constate que la hauteur dudit édifice se trouve indépendante du diamètre de l'organe moteur qui, de ce fait, peut présenter les plus grandes dimensions . Au contraire le diamètre du bâti sera d'autant plus grand que le diamètre de l'organe moteur est lui-même plus grand, sans que sa hauteur soit pour autant augmentée ; son assise sera donc d'autant plus stable que la puissance captée sera elle-même plus grande .Un tel dispositif est en outre muni d'organes annexes qui, en créant une dépression en aval de l'organe moteur , accroissent le rendement de l'engin Les dessins annexés, donnés à titre d'exemple seulement, montrent un mode de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue en élévation en coupe diamétrale de l'objet de l'invention La figure 2 est une vue en élévation de trois-quarts du même objet La figure 3 est une vue en coupe horizontale selon AB du même objet. La figure 4 est une vue en coupe verticale diamétrale du déflecteur selon un autre mode de réalisation Tel qu'il est représenté l'objet de l'invention comporte la turbine hélicoïde ou l'hélice 1, qui sera appelée l'organe moteur , et dont l'axe 2 vertical est situé au centre de l'édifice cylindrique 3 qui est ouvert à son sommet et dont le diamètre permet la libre rotation de l'organe moteur 1 de façon que tout l'air qui traverse ledit édifice affecte ledit organe moteur La paroi cylindrique de l'édifice 3 qui est située en dessous du plan de l'organe moteur est constituée par une persienne périphérique 4 dont les pales fixes sont radiales .Et ledit édifice 3 est couronné par le déflecteur 5 en forme de tubulure coudée a 900 , dont la bouche aval 6 est d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'édifice 3 de façon à pouvoir y circuler librement , et l'ouie amont 7 est située dans un plan vertical au-dessus de l'édifice 3 .Ce déflecteur est capable de pivoter autour du centre de sa bouche aval , elle-même centrée sur l'axe de l'édifice 3 qui contient l'organe moteur Par ailleurs l'axe dudit organe moteur est accouplé à sa base dans la chambre 13 à un alternateur ou à tout autre engin récepteur et est porté par une butée horizontale qui absorbe toute la poussée supportée par l'organe moteur sans porter atteinte a la solidité de l'édifice Le dispositif est complété par un écran 9 vertical, semicylindrique , solidaire du déflecteur 5 , sa génératrice médiane coincidant avec la médiane verticale de I'ouïe amont 7 du déflecteur 5 .Le dispositif étant ainsi constitué , on comprend qu'il peut être utilisé pour la production de très grandes puissances , l'augmentation du diamètre de l'organe moteur 1 n'impliquant pas nécessairement l'augmentation de hauteur de l'édifice 3 , et la poussée subie par l'organe moteur étant toujours verticale Les pales dudit organe moteur 1 sont de préférence supportées par les haubans 10 liés a l'extrémité supérieure de l'axe 2 qui présente à ce niveau une forme ogivale aérodynamique Le déflecteur 5 est monté sur les galets 11 situés à sa périphérie extérieure et se déplaçant sur le chemin circulaire 12 qui couronne l'édifice 3 .Il entraîne dans sa rotation la jupe semi-cylindrique 9 qui lui est solidaire, ladite jupe obturant ainsi toujours la moitié de la périphérie extérieure de la persienne 4, quelle que soit la position du déflecteur 5 Selon la figure 3 les extrémités verticales de ladite jupe 9 qui se situent dans un plan diamétral de l'édifice 3 , présentent une forme légèrement évasée extérieurement de façon à orienter les filets d'air qui enveloppent ladite jupe de tulle manière qu'il se crée en aval de celle-ci une zone de dépression caractéristique Le déplacement du déflecteur 5 est obtenu au moyen d'un moteur qui entraîne au moins l'un des galets 11 et qui est piloté par une girouette qui est indépendante de édifice, proche de celui-ci, en un lieu découvert, à une hauteur qui n'est pas nécessairement celle de l'édifice lui-même Le dispositif étant ainsi équipé, le signal émis par la girouette permet, par une action sur le moteur d'entraînement du déflecteur 5, de maintenir constamment l'ouïe 7 dudit déflecteur face au vent . De ce fait celui-ci pénètre dans ledit déflecteur et est infléchi verticalement vers l'organe moteur 1 qui l'anime en le traversant pour sortir de l'édifice 3 par la persienne périphérique 4 au niveau de la zone non obturée par le déflecteur 9 qui se trouve toujours en aval par rapport à la direction du vent et toujours soumise à une dépression créée par le vent lui-même au niveau de la jupe 9 .Les pertes de charge de l'ensemble se trouvent donc diminuées grâce à la présence de cette dépression artificiellement créée , ce qui assure à l'engin un excellent rendement Dans ce même but l'ouiè 7 du déflecteur 5 ,dont la forme est quelconque , rectangulaire par exemple, peut présenter une surface plus grande que la bouche aval 6 , l'ensemble formant ainsi un conduit de forme générale conique qui a pour effet d'accroître la vitesse de l'air au niveau de l'organe moteur 1 Un tel dispositif est donc susceptible de produire un travail utile pour des vents faibles, la surface de l'ouverture 7 , qui capte le vent, pouvant être très grande ainsi que le diamètre de l'organe moteur 1, sans que cela fasse courir le moindre danger de déséquilibre à l'édifice 3, même par temps d'ouragan, puisque plus le diamètre de l'organe moteur est grand, plus l'assise de l'édifice est grande aussi , sans que sa hauteur soit nécessairement plus haute . La vitesse de rotation de l'organe moteur 1 peut être contrôlée par un dispositif centrifuge contenu dans l'ogive 14 et agissant sur les pales à pas variable de l'organe moteur Celles-ci peuvent ainsi être mises , si nécessaire, en drapeau pour provoquer l'arrêt du système quelle que soit la vitesse du vent qui traverse l'engin Par ailleurs, selon la figure 4 , l'ouïe 7 du déflecteur 5 peut être pourvue d'une persienne 15 dont les lattes mobiles peuvent être orientées de manière à moduler la surface de cette ouverture en fonction inverse de la vitesse du vent qui la frappe La commande automatique de la variation de cette surface au moyen des lattes mobiles de la persienne 15 peut être otenue au moyen d'un anémomètre situé aux abords de l'édifice, pilotant le moteur qui commande la position desdites lattes Il peut même être prévu, afin de maintenir le fonctionnement de l'engin même par très grand vent, de provoquer automatiquement, à partir d'une certaine vitesse du vent contrôlée par l'anémomètre, la rotation du déflecteur 5 de 1800 par rapport à la direction du vent fournie par la girouette .De cette manière, lorsque le vent dépasse la vitesse admise, l'ouïe 7 n'est plus soumise A la pression du vent, mais au contraire elle se trouve mise en dépression, se trouvant en aval par rapport à la direction du vent . Et le col arrière du déflecteur , qui se trouve dans ce cas face au vent, assure un meilleur écoulement de l'air à ce niveau et évite une pression excessive sur cet organe A cet instant on constate que c'est la persienne inférieure 4 qui se trouve découverte face au vent, la jupe 9 ayant suivi le déflecteur 5 dans sa rotation .On constate alors que l'organe moteur se trouve soumis à un courant d'air inverse du cas précédent, pénétrant par la persienne inférieure 4 et s'échappant par l'ouïe supérieure 7 . Ceci peut ne présenter aucun inconvénient lorsqu'il s'agit d'un organe récepteur réver sible mais il peut être prévu, pour maintenir un sens de rotation toujours identique, de renverser automatiquement le pas de l'hélice 1 dès l'instant que le déflecteur 5 se place à 18o par rapport b la direction du vent qu'il reçoit Un tel dispositif permet donc l'utilisation de la force du vent, même pour des installations de très forte puissance, le diamètre de l'organe moteur pouvant avoir un diamètre quelconque , la résistance au vent de l'édifice qui le supporte étant toujours assurée . Un tel dispositif peut donc être placé sur une hauteur, où il supportera de façon stable les vents les plus forts et.pourra de ce fait produire un travail de façon pria. que constante . La puissance ainsi fournie pourra être utilisée par exe. ple pour le pompage de l'eau d'un lac inférieur vers un lac supérieur qui constituera une réserve qui assurera une production d'énergie électrique par exemple grâce à un écoulement régulier vers le lac inférieur, l'éneru gie éolienne assurant la continuité de ce cycle REVENDlCAT0NS lO)-Aéromoteur, Caractérisé par le fait que l'organe moteur, hélice ou turbine hélicoide, est monté sur un axe vertical à l'intérieur d'un édifice cylindrique d'un diamètre intérieur suffisant pour qu'il s'y déplace librement, ledit édifice ouvert à son sommet comportant à ce niveau un déflecteur tubulaire coudé à 900 à grand rayon de courbure et automatiquement orientable conduisant l'air jusqu'audit organe moteur qu'il traverse en le mettant en rotation pour s'échapper à la partie inférieure de l'édifice convenablement ouverte à cet effet ; l'axe vertical de l'organe moteur prenant appui sur le plan horizontal et commandant, directement ou indirectement tout engin récepteur tel qu'un alternateur 20) - Dispositif selon la revendication 1, Caractérisé par le fait que l'ouverture inférieure de la tour qui se trouve située en aval de l'organe moteur dans le sens de circulation de l'air, et au-dessus de la chambre contenant l'organe récepteur, est formée par une persienne périphérique fixe à pales radiales, comprise entre le plan immédiatement inférieur à l'organe moteur et le plan formant déflecteur de sortie d'air qui surmonte la chambre contenant la ou les machines entraihées 30) - Dispositif selon l'ensemble des revendications 1 et 2 Caractérisé par le fait que la persienne inférieure qui assure ltévacuation de l'air est munie extérieurement d'un obturateur semicylindrique orientable , qui assure l'obturation de la zone de ladite persienne faisant face au vent 40) - Dispositif selon la revendication 3, Caractérisé par le fait que l'obturateur semi-cylindrique de la persienne inférieure est constitué par une jupe solidaire du déflecteur d'entrée d'air, ses bords verticaux se situant toujours, au cours de son déplacement circulaire, dans un plan diamétral de l'édifice et s'évasant légèrement ,afin d'infléchir l'air qui lèche ledit obturateur en vue de créer en aval de celui-ci une zone de dépression 50) - Dispositif selon la revendication 4, Caractérisé par le fait que le déflecteur tubulaire d'entrée d'air est mobile autour de l'axe de l'édifice qui le porte et au sommet duquel il se meut, étant porté par des galets qui cheminent au sommet dudit édifice , l'ouie du déflecteur étant d'un diamètre supérieur à sa bouche aval, sa forme générale étant celle d'une tronc de cône coudé , dont l'ouïe d'entrée, de forme quelconque, est toujours située dans un plan vertical 60) - Dispositif selon la revendication 5 Caractérisé par le fait que les pales de l'organe moteur, dont le pas est variable, sont soutenues par des haubans retenus à l'ogive qui forme l'extrémité supérieure de l'axe, la variation du pas étant obtenue par un dispositif centrifuge 70) - Dispositif selon l'ensemble des revendications précédentes, Caractérisé par le fait que le déflecteur tubulaire supérieur est mû par un moteur qui permet son déplacement en vue de toujours maintenir son ouiè d'entrée face au vent, ledit moteur étant lui-même piloté par une girouette indépendante de l'engin et muni d'un dispositif électrique qui transmet les informations correspondant à la direction du vent. 80) - Dispositif selon la revendication 7, Caractérisé par le fait que l'ouiè du déflecteur d'entrée d'air est munie d'une persienne à pales mobiles capables de modifier la surface d'entrée de ladite ouiè 90) - Dispositif selon la revendication 8, Caractérisé par le fait que les pales mobiles de la persienne placée à l'ouïe du déflecteur tubulaire supérieur sont pilotées par un anémomètre indépendant de l'engin muni d'un dispositif électrique qui transmet des informations correspondant à la vitesse du vent 100) - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7, 8 et 9 Caractérisé par le fait que lorsque l'information concernant la vitesse du vent donnée par l'anémomètre dépasse une limite déterminée, le déflecteur supérieur est automatiquement amené à pivoter de 1800 par rapport à la direction du vent, de façon à présenter au vent une forme plus aérodynamique et à créer au contraire une dépression au niveau de l'ouïe supérieure , la pression du vent se trouvant ainsi automatiquement appliquée à la base de l'édifice au niveau de la persienne qui se trouve automatiquement découverte face au vent, les pales de l'organe moteur pouvant dans ce cas être automatiquement inversées pour maintenir le même sens de rotation de l'organe mené