Brevet FR2556783A1 — publié le 19850621

UTILISATION D'UN COULOIR CIRCULAIRE PARAMARGINAL ET D'UNE TURBINE A DEUX STAGES POUR LA REPARTITION DU FLUX DU VENT DANS UN MODULE STATO-EOLIEN. L'invention concerne ltéquipement d'un module stato-éolien caréné en deux niveaux superposés qui comportent deux flasques horizontaux, l'un de base, l'autre de fuite solidaire d'un redan périphérique de section triangulaire ou prolilée qui prenez en sandwich une série circulaire d'ailes verticales dont l'assemblage conjoint délimite autant de buses motrices ainsi qu'une zone circulaire externe obtenue par la disposition des ailes dont les bords d'attaque respectifs sont situés en retrait des bords extrêmes des flasques, la dite zone canalisant deux nux latéraux de dépression dynamique.Entre ces flasques se trouve enfermée une chambre centrale de transfert énergétique où est localisé un moyen dynamique de répartition du flux éolien, alors que selon l'état de la technique et d'après les brevets Fr 81 I4373 et POT Fr 82 OOIOI, la dite répartition du flux éolien s'éffectue par un ensemble d'éléments statiques afferents à tout module statoéolien de faible,moyenneJgrande puissance et de conformation affinée, tels que buses motrices allongées, vantaux, plateau,cuvette à redans successifs ou deux éléments hémi-tronconique sur 1 'ensem- ble desquels se manifeste une importante perte de charge énergétique se traduisant par une réduction d'énergie utilisable.Par ailleurs, tous ces éléments statiques exigent un état de surface parfait alourdissant indubitablement le prix du "Kw" installé. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Ainsi, selon la planche unique représentant en coupe un mode de réalisation relative à un module stato-éolien de conformation affinée, elle consiste dans l'équipement conjoint d'un moyen dynamique de répartition du flux éolien et d'un couloir circulaire paramarginal. Le moyen dynamique est caractérisé par une couronne sousjacente I de pales à action, coaxialement assujettie par un arbre commun 2 à une couronne 3 d'aubes à réaction constituant les éléments essentiels d'une turbine trifonctionnelle à deux étages 4, l'un à action, l'autre à réaction. Sur l'étage à action, le flux du vent, dûment canalisé par les buses motrices, localisées entre deux ailes succéssives, agit directement sur des pales 5 dotées d'une double oblicité l'une sur le plan radial, l'autre sur le plan tangentiel. Ainsi, selon une première fonction, par leur oblicité sur un plan radial respectif, les pales constituent par leurs faces internes une persienne tronconique 6 ,dans laquelle le vent s'introduit tangentiellement. Selon une seconde fonction, par son oblicité sur un plan tangentiel respectif, chaque pale de l'étage à action est abordé par le vecteur éolien X avec une incidence donnant une por- tance CZ qui participe au couple moteur CM par composition donnant une résultante tangentielle R - F.Enfin, par la configuration spatiale des deux oblicités des dites pales à action, se chevauchant, la masse d'air introduite dans la persienne tronconique, tend à tournoyer intérieurement en se déplaçant spiralement vers le seuil évasé matérialisé par l'étage à réaction. Dès lors, selon une troisième fonction, le tourbillon interne, ainsi crée, s'étale sur l'ensemble de l'étage à réaction de la turbine et se détend dans les aubes à profil d'écoulement convergent 7 sous l'effet aspirant des zones en dépression dynamique latérales et de sillage. Cependant, il a été observé que les dites dépressions latérales et de sillage sont partiellement annihilées par intrusions marginales de masses d'air dorsales et ventrales qui réduisent presque à néant l'aspiration d'échappement. Or ces intrusions marginales sont nettement atténuées voire supprimées, soit par une réduction appropriée de la longueur des buses motrices, toutes autres proportions gardées, soit par un accrotssement du diamètre des flasques, sans modification de la longueur des buses motrices et des ailes, créant ainsi un couloir périphérique paramarginal 8 En conclusion, l'équipement de l'étage dynamique à action et du couloir paramarginal, constitue deux perfectionnements qui accroissent le rendement énergétique, tout en réduisant le coût du "Kw" installé pour toutes les proportions de modules stato-éoliens de faible, moyenne, forte puissance et de conformation affinée. REVENDICATIONS. I- Module Stato-Eolien caréné en deux niveaux superposés qui comportent deux flasques horizontaux, l'un de base, l'autre de fuite, solidaire d'un redan périphérique de section triangulaire ou profilée, qui prenent en sandwich une série d'ailes verticales dont l'assemblage conjoint délimite autant de buses motrices.Par ailleurs entre ces deux flasques se trouve matérialisée une chambre de transfert énergétique où se localise un moyen statique de ré- partition interne du flux éolien qui, d'après l'état de la technique est constitué par un ensemble d'éléments statiques afferents à tout module stato-éolien de faible, moyenne, grande puissance ou de conformation affinée, tels que : buses motrices allongées,vantaux, plateau, cuvette à redans successifs, ou deux éléments hémitronconiques sur l'ensemble desquels se manifeste une importante perte de charge se trouvant remédiée par la présente invention, caractérisé par l'utilisation conjointe d'un moyen dynamique de répartition interne du flux éolien et d'une zone circulaire de dépression dynamique externe. 2- Module Stato-Eolien selon la revendication I, caractérisé en ce que le moyen dynamique de répartition interne du flux éolien est une turbine trifonctionnelle à deux étages superposés,localisée en son centre. 3- Module Stato-Eolien selon les revendications I et 2 caractérisé en ce que la turbine à deux étages comporte deux couronnes, l'une à action, l'autre à réaction, assujetties sur un arbre commun. 4- Module Stato-Eolien selon les revendications I,2 et 3 caractérisé en ce que l'étage à action comporte une couronne de pales à double oblicité, l'une sur le plan radial, l'autre sur le plan tangentiel. 5- Module Stato-Eolien selon les revendications I,2,3 et 4 caractérisé en ce que la conformation spatiale de l'ensemble des pales à action constitue une persienne tronconique dans laquelle le flux éolien pénètre tangentiellement, s'évase à l'intérieur et se déploie sur l'ensemble des aubes à réaction. 6- Module Stato-Bolien selon les revendications I,2 et 3 caractérisé en ce que la couronne à réaction comporte des aubes entre lesquelles le flux éolien s'écoule et se détend dans un profil convergent. 7- Module Stato-Eolien selon la revendication I, caractérisé en ce que la zone circulaire de dépression dynamique externe constitue un couloir circulaire paramarginal délimité par la disposition des ailes verticales dont les bords d'attaque respectifs sont situés en retrait des bords extrèmes des flasques de base et de fuite. 8- Module Stato-Eolien, selon les revendications I et 7 caractérisé en ce que le dit couloir circulaire paramarginal se détermine soit par une réduction de la longueur des ailes verticales, cloisonnant les buses motrices, soit par accroîssement du diamètre des deux flasques, toutes autres proportions gardées.