Brevet FR2483533A1 — publié le 19811204

DESCRIPTION EOLIENNE A AXE VERTICALE ET VOLETS MOBILES L'invention a pour but la récupération de l'énergie cinétique du vent, sa transformation en énergie (lectrique, mécanique ou hydraulinue. Les figures 1, 2 et 3 représentent l'installation de principe. L'ensemble comprend A) - Un axe vertical tubulaire, repère 1, qui peut être fixé au sol, (cas d'un environnement bien dégage, hourd de falaise etc...) ou monté sur un mâtS sur un pylône, ou sur tout autre support permettant l'utilisation maximum des vents de toutes directions pouvant souffler au lieu de l'installation. B) - Un tambour, repère 2, monté sur roulements et butées à billes, repère 3, ou tout autre dispositif à faIbles frottements (coussinets en bronze, en nylon etc...), tourne librement sur l'axe 1. C) - Une série de volets, repère 4, au profil soigneusement déterminé, est supportée par les flasques du tambours au moyen des axes 5, équipés de tourillons et crapaudines à billes à aiguilles, en bronze, en nylon ou autres dispositifs. Les volets portent, à leurs extrémités opposées de l'axe 5, des galets repère 6, fous sur leurs axes. Dr - Un ou plusieurs chemins de roulement, repère 7, chargés du guidage des galets et maintenant - sur la majeure partie de la première moitié de la circonférence du tambour, les volets en position fermée : ces derniers sont plaqués contre le tambour aussi près que possible. - sur la majeure partIe de la deuxième moitié de la circonférence du tambour, la position ouverte des volets, c'est à dire que ces derniers présentent par rapport à la paroi du tambour un angle bien défini. C'est dans cette position que les volets reçoivent sur leur face concave la poussée du vent. Entre ces 2 portions de circorS r(-nce, les chemins de roulr-- ment comportent des tracés de raccordeent oui permettent aux galets de passer : des positions fermeture à ouverture et ouverture à fermeture sans -coups. Les pistes de chemins de roulement et les galets sont.construits en matériaux éliminant bruits, vibrations, etc... afin que l'appareil soit silencieux à toutes les allures (caoutchouc, plastiques divers, pneumatiques pour les galets etc..,) E) - Une carcasse, repère- 8, également montée sur roulements et butées, repère 9, capable de tourner sur l'axe 1 et supportant o les chemins de roulement F) o une toiture., repère 10, mettant. à l'abri une grande partie du tambour, des volets et du reste de l'installation G) o un déflecteur, repère 11, dont le roule est de masquer aux effets du vent la partie du tambour portant les volets fermés. En outre ce déflecteur est prolongé vers l'avant et vers l'arrière,-afin d'orienter le dispositif, comme une girouette, dans le sens de la direction du vent. H) - Un panneau, repère 12, mobile, grâce à une articulation verticale, repère 13, sert à diminuer la prise au vent des volets ouverts, sous l'action d'un dispositif régulateur de vitesse. I) - Un jeu de chicanes circulaires, repère 14, permet de recevoir les eaux de ruissellement provenant de la pluie, des condensations, du dégivrage sur les volets et le tambour, - Les tubes, repère 15, servent à l'évacuation de ces eaux de ruissellement. Le fonctionnement est le suivant le vent souffle et le déflecteur s'oriente grâce à son effet girouette; en entrainant la rotation de la carcasse, donc des chemins de roulement. Les volets non masqués par le déflecteur et ouverts, sont soumis à l'action du vent et provoquent sous la poussée de ce dernier la rotation du tambour. Quand r .t rars.is l'éner--ie du vent au tambour, les volets grâce ux galets, se ferment contre le tambour. effet de ventilation est réduit au minimum entre le tambour et le déflecteur. il est évIdent que les jeux, les formes et les positions des- pièces en présence seront déterminés et étudiés suivant les possibilités constructives et les dimensions des éléments afin d'obtenir un rendement optimum, une turbulence et une traînée minima (voir figure 4 jeux a et b, angle couverture etc ....) La rotation du tambour permet au moyen de tous les dispositifs actuellement existants : - engrenages droit ou coniques - courroies plates, trapézoïdales, crantées etc.. - galets de friction - arbres de transmission (dans l'axe du support.repere 1) etc.. L'entraînement. de - génératrices électriques de courant continu ou alternatif - pompes à eau ou à fluide hydrodynamique - compresseurs etc... Lorsque le tambour tourne à une vitesse normale et prévue, le panneau repère 12, est plaqué contre le déflecteur.- Si la vitesse du tambour augmente au-delà d'une valeur prévue, un dispositif de régulation provoque l'ouverture- du- panneau et réduit la prise au vent des volets ouverts tant que la. vitesse reste élevée. Il est évident que ces appareils seront construits en tenant compte de leur lieu d'installation, en reçherchant pour les vents dominants une vitesse de rotation, un nombre de volets, un mode de construction, un support approprié etc. Une partie des déterminations sera effectuée par des essais en soufflerie sur des maquettes. REALISATION PRATIQUE Suivant les puissances requises on rencontrera divers. modèles. ,r,) - Installation de faible- puissance suivant figures 5 et 6. F.' le est capable d'entraîner une génératrice basse tension (avec ou sans batterie d'accumulateurs électriques tampon) pour - l'éclairage d'une maison isolée --le chauffage d'un grand volume de liquide caloporteur, repère 18 au moyen de résistances, repere 17, dans un bac calorifugé, repère 19, éventuellement en assoeiation avec des batteries de chauffage par rayons solaires, repère 20 Le support peut être un mât haubanné, repère 14, un pylône, repère 16, ou tout autre support. Un serpentin, repère 21 permet le chauffage- de liteau sanitaire, repère 22, Un autre circuit muni d'un accélérateurg repère 23, permet le chauffage central. L'ensemble sera de construction simple, nécessitant peu d'entretien, les volets pouvant être en plastique moulé. Ue regulateur de vitesse pourra être un regulateur à masse Sottes, agissant sur le. panneau de prise au vent. Dans les modèles de faible puissance, les chemins de roulement seront probablement limités à la zone '1volets fermés" et à une courbe provoquant la fermeture avant le déflecteur dans le sens de la rotation. Des ressorts concentriques aux axes, repère 5, provoqueront l'ouverture des volets dans la zone de travail. Les frotterentes de galets seront ainsi annulés dans toute la zone "volets ouverts". t.) - Installation de grande puissance suivant figures 7 et 8. Cette installation comportera deux tambours symétriques pour un meIlleur équilibrage des efforts sur le support et uni meilleur rendement aérodynamique. Chaque tambour pourra etre indépendant pour l'entrainement de machines séparées. Les énergies récupérées pourront également être conjuguées, en reliant les deux tambours au moyen de chaines, de courroSes ou d'engrenages afin d'obtenir une puissance unique sur une ligne d'arbre. Cette dernière pourra être montée à l'intérieur du pivot général, reperde 24, afin de transr-ettre le mouvement à la hase du support. Des coupleurs centrifuges, légèrement décalés en vitesses d'embrayaze croissantes, pourront permettre l'entraînement progresoi r de machines, utilisant ainsi toute-la gamme des puisses disponibles. La dernière à se mettre en service serait une pompe hydraulique provoquant- l'ouverture des panneaux de limitation de débit, repère 12, vers les 2 tamhouri, au moyen de vérins, repère 25, et d'une régulation appropriée. Cette réalisation ne sera limitée que par les possibilités techniques de construction des pylônes supports, des tamhours de grande dimension, des volets et déflecteurs du corps, repère 8, de la dérive, repère 26, construits dans des métaux légers, selon les techniques aéronautiques. Les problèmes relatifs aux machines entraînées et à leur régulation sont résolus par les techniques traditionnelles, ainsi que le graissage de toutes les articulatIons. Toutes les installations de puissances intermédiaires, sont ensuite réalisahles. L'utilisation d'une gamme variée de matériaux et des détails constructifs différents seront envisagéfs, suivant qu'il s'agit d'une. installation * simple de faible capacité, économique à l'achat et à l'en- tretien, ou, plus complexe présentant un bon rendement, et par conséquent permettant une meilleure utilisation de chaque souffle de vent, mais nécessitant, en contre partie, une technologie plus coûteuse. REVENDICATIONS 1. F.olienne à axe vertical pour la récupération de l'énergie cinétique des vents de toutes directions, caractérisée par le fait que des volets montés sur la périphérie d'un tambour sont ouverts pendant la phase travail-le long. de la moitié de la circonférence de ce dernier, puis refermés et à l'abri de l'faction du vent le long de l'autre moitié de la circonférence. 2. Unité selon revendi.cati.on 1. caractérisée par le fait qu'un panneau déflecteur limite la "prise au vent" sous l'action d'un régulateur de vitesse. 3. Unité selon revendications 1. et 2. caractérisée par sa construction simple et économique, comportant un seul tambour, fournit l'énergie électrique nécessaire au chauffage et à l'éclairage d'une maison, 4. Unité selon revendications 1. et 2., caractérisée par le fait qu'elle est équipée de deux tambours symétriques, qu'elle est construite suivant les techniques aéronautiques, ou'elle est de grandes dimensions, et permet la récupération de grand-es quantités d'énergie cinétique des vents.