Brevet FR2525287A1 — publié le 19831021

La présente invention concerne le captage rationnel de 1' l'énergie éolienne. Depuis l'invention des moulins à vent,qui ne laissent plus qu' un souvenir historique,en mettant à part la navigation à voiles, l'homme s'est ingénié à récupérer l'énergie des masses d'air en mouvement.Récemment de savants calculs ont abouti à la réalisation d'éoliennes ou moteurs à vent particulièrement remarquables.Ces aéromoteurs n'utilisent pratiquement qu'une veine fluide dont la section est au plus égale au maitre-couple de l'organe moteur dont l'axe moteur est,le plus souvent,horizontal.De récentes tentatives ont surabondamment prouvé que les efFets de la tempête peuvent dépasser largement toutes les prévisions.Par ailleurs les éoliennes d'un certain diamètre atteignent des vitesses de rotation telles que les éléments des pales les plus éloignés de l'axe géométrique de rotation sont soumis à des contraintes qui deviennent inadmissibles.Le calcul montre en eFFet que par unité de surFace de 1' élément moteur,en projection perpendiculaire à la direction de la veine d'air en mouvement,le travail recueilli est assez Faible.D' où cette constatation::la nécessité de satisFaire deux obligations incompatibles,d'augmenter le diamètre de l'élément moteur et de réduire la vitesse à la circonFérence extérieure ! Par ailleurs, avec l'augmentation des surFaces,augmentent les diFFicultés des manoeuvres de sécurité telles que mise en drapeau dans le lit du vent par tempête.Aucune réalisation actuelle ne permet d'envisager une utilisation de l'énergie éolienne que ce soit au niveau artisanal ou domestique. L'invention pallie tous ces inconvénients en utilisant les propriétés des conduits d'air étudiés par Venturi,appelés convergents.Ces conduits peuvent être adaptés,en positions Fixes, aux diverses orientations des vents.Leur Fixité garantit leur robustesse.Ils permettent une accelération considérable de la vitesse de l'air à la sortie de leur col.Ils peuvent être munis, dans leurs réalisations en Forme de tronc de cône ou de pyramide, droit ou oblique,de lames à pente convenable,divisant le volume d' air en mouvement en deux ou plusieurs espaces et en réduisant la hauteur de ceux-ci,ce qui élimine les risques de décollement des Filets d'air.Ces convergents peuvent se matérialiser dans des réalisations simples en utilisant le Flanc d'une colline non boisée ou des constructions dues à l'homme, en utilisant les surFaces des batiments et celles de leurs toitures. On pourra aussi,conFormément à linvention,penser à la création d'une vitesse relative de l'air en disposant un convergent sur un mobile en mouvement,pour des besoins dlFFérents de la production d'énergie mécanique,sous Forme d'énergie électrique,par exemple. Un dispositiF conforme à la présente invention comportera essentiellement au moins deux parois sensiblement planes ou planes, l'une et l'autre inclinées en sens contraire par rapport au plan horizontal et réunies par des surfaces verticales ou sensiblement verticales,également planes. L'ouverture rectangulaire la plus grande sera oFFerte au courant de l'air et l'ouverture la plus petite Formant col de convergent débouchera dans un conduit.La veine d'air à vitesse accélérée sera utilisée dans un aéromoteur Formé d'une ou plusieurs pales d'hélice dont l'axe sera dans le sens des filets d'air ou dans un aéromoteur du type turbine.Ces divers t-ypes de moteurs entrainant,le plus souvent,un générateur électrique.On notera que cette disposition,si elle conduit à des vitesses de rotation relativement élevées,n'entraine pas de vitesses la périphérie qui soient prohibitives en construction mécanique. La sortie du convergent par son col sera droite ou courbe avec dans certains cas l'emploi de lames ou ailerons minces évitant les décollements des Filets d'air. La sortie d'air utilisé dans l'aéromoteur pourra être,dans certains cas,protègée des intempéries. Le dessin annexé illustre,à titre d'exemple,un mode de réali sation du dispositiF conforme à la présente invention. La Fig 1 montre en 1],t43 et 7) les parois supérieure,inFé rieure et médiane convergentes dont les bords Face à la veine d' air sont horizontaux tandis que les parois verticales t23,[3],[53 et [6] forment les cotés non parallèles du convergent et débouchent sur le conduit [8] qui constitue le col du convergent.La Fig.2 permet de distinguer quatre convergents superposés deux par deux ou à lame médiane.La Fig.3 montre la coupe diamétrale verticale du dispositif représenté en Fig.1 et Fig.2,permettant de distin guer la zône 8) dans laquelle le générateur protégé 10) est installé.L'axe vertical (11) du générateur est claveté sur le sys tème giratoire d'entrainement.Les filets d'air sont matérialisés par des flèches montrant leur cheminement en 13) et 15),pendant que les convergents 14) et 15) ne sont temporairement pas utili sés.La Fig. 4 montre une application utilisant un plus grand nombre de convergents permettant de recueillir plus de puissance. Dans le cas particulier d'utilisation d'une toiture: Fig.5,6 et 7, on remarquera l'implantation du convergent sur le faîtage.Puis on notera l'intérêt du rapport [h) de la hauteur utile du sonver- gent,à la hauteur CH depuis la bordure inférieure de la toiture. Horizontalement la Fig. 7 montre que la largeur du convergent est égale à la largeur de la veine captée.Dans le cas particulier de l'installation du dispositif objet de l'invention au sommet d'une faFade d'immeuble,la Fig.8 montre le changement de direction des filets d'air frappant la façade pour pénètrer dans la partie basse du convergent en faFade.En vue de dessus,la Fig. 9 montre le même dispositif à l'angle supérieur d'un immeuble.La Fig. 10 illustre une autre application de l'invention équipant un château d'eau, dans la campagne le. plus souvent. Toutes les applications indiquées ci-dessus peuvent être avantageusement équipées d'un appareillage simple tel qu'un anémomètre et un contacteur relai qui lui est associé pour déclancher l'abaissement d'un rideau obturant les convergents lors de l'accroissement subit et imprévu de la vitesse du vent L'invention s'applique à toutes les installations ne réclament pas la fourniture continue de l'énergie et d'une fanon particulièrement intéressante dans. les cas suivants: l'éclairage,le chauffage de i' eau,son pompage,son stockage et ,éventuellement ,son traitement pour la rendre propre aux usages classiques,et enfin la production d'électricité pour tous usages. REVENDICATIONS 1-Oispositf statique de captage de l'énergie de l'air en mouvement pour actionner un aéromoteur,c-aractérisé par le fait qu' il augmerte la vitesse de cet air avant son utilisation,par le moyen d'un ou de plusieurs convergents convenablement orientés 2-Dispositif de captage de l'énergie de l'air en mouvement suivant a revendication 1 ,caractérisé par le fait que le ou les corvergents en Forme de troncs de c3ne ou plus ceneralement de troncs de pyramide droits ou obliquo.s,de secticn quadrangulaire,à saros planes ou sensiblement planes,sont les plus employés. 3- DispositiF de captage de l'énergie de l'air en mouvement suivant les revendications 1 et cacarctérisé par le fait que 1' intervalle entre la paroi inférieure et la paroi supérieure peut être divisé par une ou plusieurs lames évitant les décollements des filets d'air. 4-DispositiF de captage de l'énergie de l'air en mouvement suivant les revendications 1,2 et 3,caractérisé par le fait qu'il peut etre utilisé sur des constructions existantes par l'action directe et horizontale de l'air en mouvement ou par l'action directe de l'air dirigé verticalement. 5-Dispositif de captage de l'énergie de l'air en mouvement suivant les revendications 1 ,2,3,et 4,caractérisé par le fait qu' il peut indifFéremment alimenter un aéromoteur à hélice de tout type ou un aéromoteur à turbine à pales planes,incurvées ou creuses. 6-DispositiF de captage de l'énergie de l'air en mouvement suivant les revendications 1,2,3,4 et 6,caractérisé par le fait qu'il peut être utilisé avec un vent relatiF sur des véhicules en mouvement.