Brevet FR2476761A1 — publié le 19810828

La présente invention concerne un aérogénérateur dont l'organisation est telle qu'il ne présente pas de parties mobiles extérieures et très peu d'éléments mobiles en dehors de sa turbine et qu'il fonctionne de façon équivalente quelle que soit la direction du vent tant que celui-ci reste quasi-horizontal Les aérogenérateurs, utilisant la transformation directe du vent en mouvement de rotation d'un générateur, sont en gé néral de deux types - ceux dont l'axe de rotation est parallèle à la direction du vent et dont il faut modifier l'orientation en fonction de celle-ci. Dans cette catôgorie on trouve l'ensemble des aérogéné- mateurs à hélice a' nombre de pales de 2 et plus, à plan d'orientation et donc auto-orientable ou a orientation commandée (moulin à vent). - ceux dont l'axe de rotation est perpendiculaire à la direction du vent et, de ce lait, vertical et immuable puisque ladite direction est toujours quasi-horizontale Dans ce domaine, on trouve les ensembles du type "tuli pe bipales à vitesse fixe ou non, ou des ensembles à pales dirigées selon les génératrices d'un cylindre, articulées et rappelées par ressort à une position tangentielle au cylindre. On y trouve aussi les anônomètres et la multitude d'équi pement du type "panemone", Tous ces types pressentent les inconvénients suivants - la surface de captage est confondue avec la surface en rotation. Cette surface caractôrisant la puissance théorique donne des dimensions en mouvement très importantes (1m2 a' lOm. s &alpha; 415 w pour un rendement de Betz de 1). - la dimension de ces organes en rotation est importante et, en cas de destruction, sous des vents importants, donne lieu à des projections dangereuses. - ces organes sont onéreux et rragiles (hélices 9 pales battantes etc..) - les vitesses linéaires aux extrômités, même si elles sont importantes, donnent finalement des vitesses angulaires assez faibles et exigent, soit des multiplicateurs mécaniques 9 soit des génératrices électriques qui, aux puissances de quelques KW sont inhabituelles. - I'axe de rotation vertical, qu'il soit celui du mouvement ou celui de l'orientation, conduit à des ensembles relative ment hauts et nécessitant un haubannage sérieux augmentant notamment l'emprise au sol. La présente invention se propose de pallier.ces inconvénients par l'utilisation de: - un captage statique et omnidirectionnel - un générateur enfermé, travaillant à vitesse de rotation élevée dans un flux de vent accéléré, - une structure autoporteuse, discrète, statique pouvant être totalement intégrée à une construction, - des éléments en rotation de dimensions réduites. Le générateur objet de l'invention se compose de trois parties se succédant verticalement en ordre ascendant ou descendant à savoir - une zone génératrice de pression - une zone de flux vertical accéléré - une zone génératrice de dépression Dans une réalisation de l'invention, la zone génératrice;de pression est constituée comme représente sur la figure 1 par une série d'écopes (1), six par exemple, placées l'une à côté de l'autre de telle manière que leurs surfaces de captage se répartissent chacune sur les faces d'un polygone (2). Ces écopes se prolongent chacune par un conduit vertical (3) dont la section diminue progressivement de manière à augmenter la vitesse du flux d'air et ces conduits débouchent ensuite dans une canalisation commune (4). Dans ces conditions l'ensemble placé dans un vent horizontal donnera un flux vertical dans celles des écopes placées face au vent et qui sont soumises à sa pression dynamique. Les zones opposées seront en dépression. La forme du débouché dans le conduit commun interdit à ladite dépression de générer un flux inverse (5). Cette interdiction peut aussi être le fait de clapets placés sur la section de chaque conduit et disposés pour n'autoriser le passage que dans un seul sens (6). Dans une autre disposition les écopes peuvent être placées tangentiellement autour d'un cylindre comme indiqué sur la figure (2) dans ce cas 1'5 conduits au lieu d'être seul.ement coudés sont hélicoïdaux. Le fonctionnement est le même, la répartition des prewslolls autour de; l'axe vertical étant différente. D'une manière @@@@ @@@@ @@@@ @@@@@@@@@ @@@ des écopes au droit de sa face ouverte au vent définira, pour une vitesse donnée du vent incident, la puissance maximale de l'appareil. D'autres dispositions peuvent être utilisées pour aboutir au meme résultat, c'est-à-dire pour générer un flux d'air vertical ascendant ou descendant en disposant régulièrement ou non des surfaces verticales ou quasi-verticales autour de l'axe d'un conduit vertical lorsque l'ensemble est placé dans un vent horizontal et en faisant varier -progressivement les sections pour augmenter la vitesse dudit flux vertical. Ces autres dispositions ainsi décrites généralement sont incluses dans la présente invention. La zone de flux vertical accéléré est composée d'un conduit dans lequel est placé l'organe récepteur qui est généralement une turbine liée à un générateur électrique. Dans une réalisation particulière de l'invention, c'est une turbine utilisée grace à la diminution de section, a une vitesse suffisante pour être di rectement utilisable. Pour augmenter la vitesse de variation de flux magnétique, les pièces polaires sont placées à la périphérie de la turbine et l'induit à l'extérieur. Une solution élégante est proposée par la présente invention (figure 3) et consiste à utiliser des aimants permanents (%) disposant entre eux d'une surface discoidale (S) dans laquelle sont placés des bobinages plats MO) construits en 2, 3 ou n tranches.Cette disposition présente en outre deux avantages : elle donne une turbine à grande inertie mécanique amortissant les variations de vent de fréquence rapide et elle donne une caractéristique électrique linéaire, de rendement constant et à très faible self-induction. La zone génératrice de dépression peut être également conçue de diverses manières, quelques unes sont décrites cidessous à titre d'exemple non limitatif. Cette zone peut entre semblable à la zone d'entrée a condition d'y placer les clapets pour autoriser le sens d'écou- lement seulement vers la sortie (figure Y Elle peut aussi e ire prévue (figure 5) avec des entrées d'air auxiliaires organisées pour provoquer une dépression par effet de Venturi ou de Vortex. Enfin, elle peut être prévue en fnrtne classique d'aspirateur stati que de cheminée en cylindre fermé à la partie supérieure (figure 6) perde de @@@@@ @@@@@@ @@@@@@@@, oblong et découpés ou crevés-emboutis. Evidemment la surface des ouvertures est optimisée pour la surface d'entrée de la zone génératrice de pression. L'invention concerne aussi évidemment le cas où l'une des deux zones entourant la zone centrale est supprimée c'est-à-dire pour des ensembles comportant une zone génératrice de pression et une zone de transformation en énergie électrique ou mécanique ou une zone de transformation électrique ou mécanique et une zone déprimogène. Dans une autre réalisation réservée particulièrement aux équipements de grande puissance, les capteurs peuvent être intégrés par exemple selon quatre directions principales, sur les faces d'un immeuble, conçu uniquement pour cela ou non, et le flux de vent dirigé vers la partie centrale dudit immeuble, avec échappement à la partie supérieure , les canaux de vent pouvant alors avoir une longueur importante. Dans le cas des ensembles de petite puissance, on peut parvenir à un ensemble modulaire fixé au sol, entièrement statique et dont l'entretien se limite aux paliers du générateur lequel peUt être aisément démontable. Dans les zones à forte densité de construction les aérogénérateurs peuvent strie placés sur les immeubles. REVENDICATIONS 1) Aérogénérateur caractérisé en ce qu'il comporte une d,nission statique formée de volutes réparties autour d'un axe vertical et débitant un conduit vertical unique dont elles sont séparées chacune par un clapet monodirectionnel. 2) Aérogénrateur caractérisé en ce qu'il comporte un volume d'échappement formé d'un cylindre polygonal ou circulaire vertical dont la surface périphérique est perforée. 3) Aérogénérateur selon la revendication 2 caractérisé en ce que le5 perforations sont dissymétriques formant des " crevés " repousses vers 4) Aérogénérateur selon les revendications i et 2 et dans lequel le capteur et l'échappement sont distincts et peuvent être reliés par des canalisations de longueur quelconque.