Brevet FR2493416A1 — publié le 19820507

La présente invention concerne un dispositif de récupération puis de transformation de l'énergie cinétique de l'air sous une forme d'énergie exploitable domestiquement ou industriellement. 111e a plus particulièrement pour objet une machine A déplacenent actif linéaire et continu permettant tout d'abord d'obtenir une énergie mécanique, accouplée à un récepteur permettant de transformer cette énergie en une forme d'énergie choisie (par exemple calorifique, électrique ou hydraulique) et d'effectuer un asservissement du système autour de son point de fonctionneent optimal. On a déjà réalisé des dispositifs permettant de transftrner l'énergie éolienne en une énergie exploitable domestiquement ou industriellement par exemple au moyen de machines tournantes. Toutefois ces réalisations nécessitent la plupart du temps l'installation de ces machines sur les structures qui leur sont propres, avec des orgues de régulation et de protection appropriés, dont la sophistication est liée aux hautes vitesses obtenues, et qui sont généralement installées à distance du lieu d'utilisation.Ces dispositifs sont de plus exposés à toutes les intempéries et doivent donc présenter un certain caractère de résistance face aux agressions de l'ensemble des agents atmosphériques. Ces dispositifs sont donc relativement coûteux et ne permettent pas toujours d'obtenir les résultats escomptés. En conséquence, l'invention a pour but la réalisation d'un nouveau dispositif permettant d'éliminer les inconvénients précédemment mentionnés et qui s'intègre de façon satisfaisante dans une maison d'habitation Ou tout autre bâtiment, en profitant des structures en place pour son installation et Sa réelle intégration au paysage. Selon l'invention, ce nouveau dispositif consiste en un panneau éolien faisant intervenir s - d'une part, une série d'aubages monté sur une structure porteuse mobile le long d'un trajet en forme de houe le sans fin comprenant au soins deux tronçons éventuel- lement $parallèles, à savoir :: - un premier tronçon le long duquel les aubages se déplacent dans un même sens et, sensiblement, selon une même orientation, et - un second tronçon le long duquel les aubages se déplacent en Sens inverse et selon une orientation sensiblement opposée, relativement au sens et à l'orientation des aubages du premier tronçon, et - d'autre part, un dispositif de tran-ission de l'énergie mécanique de la structure porteuse en mouvement, a un récepteur pernettant de transformer cette énergie en une for- d'énergie directement utilisable (par exemple calorifique, électrique on hydraulique) et d'effectuer éventuellement un asservissement de l'ensemble du dispositif autour de son point de fonctionnement optimal. Il apparaît donc que, dans un tel système, la continuité du mouvement des éléments mobiles est assurée grâce à la disposition particulière des aubages sur la structure porteuse, qui permet aux aubages de travailler activement et de façon symétrique le long des deux tronçons, au cours d'un cycle de travail. A cet effet, les oonditions de symétrie de l'écoulement aéraulique, au niveau des aubages mobiles peuvent être satisfaites au soyen d'aubages fixes, appelés également redresSeUr88 disposés dans l'intervalle compris entre les deux tronçons et pe--ettant de faire travailler les aubages mobiles suivant les mêmes conditions, dans les deux sens de déplacement. Ce résultat pourrait également être obtenu, soit en prévoyant des aubages orientables sur la structure porteuse1 soit en choisissant un trajet dans lequel les deux tronçons ne sont pas parallèles, de façon a satisfaire au lieux les conditions aérauliques optimales suivant l'utilisation. Selon une autre caractéristique de l'invention, le susdit récepteur se compose d'un circuit hydraulique fera comprenant successivement, une pompe hydraulique entratnée par la susdite structure porteuse, un organe de laminage au travers duquel circule le fluide refoulée par ladite paie et un échangeur de chaleur pour extraire les calories produites lors du passage du fluide dans l'organe de laminage. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, Cet organe de laminage est constitué par un clapet piloté, spécialement connu pour permettre d'asservir le dispositif au point de rendement maximum. Il apparat donc tout d'abord que, grâce a sa structure à déplacement actif linéaire, le système précédemment décrit permet d'obtenir une surface de travail bien meilleure qu'une machine tournante traditionnelle, et de rendre lu aubages deux fois actifs successivement au cours d'un même cycle de travail. En outre, l'installation de ce système sur le lieu même de son utilisation diminue le problème du transport d'énergie et permet un couplage direct aux installations existantes, ou même une substitution de celles-ci. Un iode de réalisation de l'invention sera décrit ci aprés, a titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels * La figure 1 est une coupe transversale schématique d'un panneau éolien monté sur la toiture d'un édifice tel que, par exemple, une maison d'habitation t La figure 2 représente, à plus grande échelle, la partie supérieure du panneau éolien représenté figure 1 i Las figures 3 et 4 sont des coupes schématiques respectives selon A-A et B-B de la figure 1. Tel que représenté sur ces dessins, le panneau éolien domestique se compose de trois parties principales t 1). La partie dite fixe qui comprend essentiellement le cadre ou châssis 1, une pluralité d'aubages fixes d'eatrée horizontaux et verticaux 2, éventuellement orientables suivant la nature du vent. une pluralité de redresseurs 3, une pluralité d'organes de guidage 4 de la susdite structure porteuse et éventuellement des aubages de sorties. Lorsque le panneau éolien est installé dans le toit d'un bâtiment ces aubages de sorties deviennent des persiennes 5. 2). La partie dite mobile se compose essentiellement d'un tapis continu å déplacement actif linéaire. Le tapis comprend une pluralité d'aubages mobiles 6 et 7 fixés sur la susdite structure porteuse qui consiste en deux éléments souples d'entratnement positif sans glissement (par exemple courroies crantées) parallèles 8 et 9 tournant b chaque extrémité sur deux barbotins 10 et 11 guidés sur le châssis fixe par l'intermédiaire de roulements étanches ou coussinets 12. Chaque barbotin se compose de deux poulies parallèles solidaires entre elles par un tube de liaison 16 pour éviter un décalage relatif des deux poulies. 3). La partie soutirage de la puissance 13 entratnée par l'un des barbotins 11 à l'aide d'une transmission mécanique 14. Le récepteur 13 est alors, soit un alternateur ou dynamo, soit une ppppe hydrauliqu . Le récepteur quel qu'il soit est construit et asservi de façon a faire fonctionner l'ensemble du dispositif à son point de rendement maximum sans souci de niveau énergétique maximum. Le dispositif hydraulique se prête bien à ces considérations et permet d'obtenir une énergie calorifique par laminage du fluide mis en circulation par une pompe hydraulique jouant le rale de récepteur du panneau éolien. La technologie de l'organe de laminage permet de fixer une loi perte de charge/débit donc puissance/ vitesse de rotation de la pompe, adaptée à la courbe de rendement maximum du panneau éolien. La partie dite fixe 1 se compose d'un cadre ou châssis qui, de par son dessin, vient s' intégrer dans les structures d'une charpente traditionnelle d'une construction individuelle ou industrielle. Dans le cas de construction nouvelle le panneau éolien est disposé face aux vents dominants, et dans le cas d'une construction déjà existante ou de vents dominants non correctement orientés, l'entrée du châssis fixe est équipée d'aubages redresseurs horizontaux et verticaux orientables 15. La vent, canalisé par les aubages fixes d'entrées 2 et éventuellement par les aubages redresseurs d'entrée 15, agit sur les aubages mobiles 6 qui jouent le rôle de conduits mobiles permettant ainsi de transformer le débit de quantité de mouvement en effort dirigé selon le déplacement de ces aubages mobiles matérialisé par la courroie crantée 8.A la sortie de ces aubages mobiles, les aubages redresseurs fixu 3 orientent la vitesse du vent de façon à obtenir sur le deuxième groupe d'aubages 7 les mêmes conditions aérauliques que sur le premier group coopte tenu que les aubages mobiles sont parfaitement symétriques et qu'il n'y a aucun mouvement de ces aubages mobiles par rapport à leur support mobile 8. Le déplacement du tapis entraîne le mouvement des barbotins 10 et 11 t il est guidé tout au long de son mouvement par la pluralité da galets 4. La barbotin récepteur 11 entraîne le récepteur 13 par l'intermédiaire d'une transmission mécanique 14 matérialisée ici par une courroie de transmission. Las persiennes d'entrée 2 et de sortie 5 peuvent être mobiles de façon à obturer les entrée et sortie du dispositif pour une mise à l'arrêt prolongée. on notera que le panneau éolien précédemment décrit peut être disposé sur une structure spécialement destinée a cet effet, douée de la liberté de rotation autour d'un axe vertical permettant l'orientation automatique, face au vent, au moyen d'une gouverne. REVENDICATIONS 1.- Panneau éolien domestique à déplacement actif linéaire et continu, caractérisé en ce qu'il comprend X - d'une part, une série d'aubages 6, 7 montés sur une structure porteuse 8, 9 mobile le long d'un trajet en forme de boucle sans fin comprenant au moins deux tronçons éventuellement parallèles, à savoir t - un premier tronçon le long duquel les aubages 6, 7 se déplacent dans un même sens et sensiblement selon une même orientation, et - un second tronçon le long duquel les aubages se déplacent on sens inverse et selon une orientation sensiblement opposée relativement au sens et a l'orientation des aubages du premier tronçon, et - d'autre part, un dispositif de transmission 14 de l'énergie mécanique de la structure porteuse 8, 9 en mouvement, à un récepteur 13 permettant de transformer cette énergie en une forme d'énergie directement utilisable (par exemple calorifique, électrique ou hydratlique) et d'effectuer éventuellement un asservissement de l'ensoble du dispositif autour de son point de fonctionnement optimal. 2.- Panneau éolien selon la revendication 1, caractérisé en ce que les conditions de symétrie de l'écoulement aéraulique, au niveau des aubages mobiles 6 sont satisfaits au moyen d' aubages fixes 3, disposés dans 1 'intervalle compris entre les deux tronçons et permettant de faire travailler les aubages mobiles 6, 7 suivant les mêmes conditions, dans les deux sens de déplacement. 3.- Panneau éolien selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites conditions de symétrie de l'écoulement aéraulique sont obtenues, soit on prévoyant du aubages 6, 7 orientables sur la structure porteuse 8, 9, soit en choisissant un trajet dans lequel les deux tronçons ne sont pas parallêles, de façon a satisfaire au lieux les conditions aérauliques optimales suivant l'utilisation. 4.- Panneau éolien selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des aubages fixes d'entrée éventuellement orientables suivant la nature du vent, ainsi que d'éventuels aubages fixes de sortie. 5.- Panneau éolien selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la susdite structure porteuse est constituée par deux courroies crantées 8, 9 parallèles, guides par des barbotins 10, 11 et sur lesquelles sont montés les susdits aubages 6, 7. 6.- Panneau éolien selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le susdit récepteur 13 se compose d'un circuit hydraulique fermé comprenant successivement, une pompe hydraulique entratnée par la susdite structure porteuse 8, 9, un organe de laminage au travers duquel circule le fluide refoulé par ladite pompe et un échangeur de chaleur pour extraire les calories produites lors du passage du fluide dans l'organe de laminage. 7.- Panneau éolien selon la revendication 6, caractérisé en ce que le susdit organe de laminage est constitué par un clapet piloté, spécialement conçu pour permettre d'asservir le système au point de rendement maximum. 8.- Panneau éolien selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'11 est monté sur une structure pouvant pivoter autour d'un axe vertical et s 'orienter par rapport au vent grace à une gouverne.