Brevet FR2634522A1 — publié le 19900126

La présente invention concerne un dispositif de variation automatique du pas des rotors d'éoliennes et d'aérogénérateurs à axe horizontal. La régulation de régime des rotors basée sur le principe de l'augmentation d'incidence (décrochage aérodynamique) entraine des inconvénients: rotor bruyant, arrêt difficile ou impossible par fort vent,augmentation indéfinie de la poussée axiale avec la vitesse du vent entrainant la fatigue du rotor Les systèmes de régulation par réduction d'incidence qui évitent ces inconvénients,diffèrent selon le mode de commande du pas: I) dispositif centrifuge 2) commande coaxiale de type aéronautique 3) pales indépendantes rappelées par ressorts 4) poussée d'un contrepoids sur butée coaxiale coulissant à l'extérieur de l'arbre du rotor et reliée aux pales. On observe que seuls les dispositifs des types 2 et 4,pernettent de commander l'arrêt du rotor,cependant que le type 2 entraine une mise en oeuvre très complexe avec un asservissement coûteux.Le type 3 impose un couple de rappel souvent croissant au niveau des pales,alors qu'il devrait être au contraire très rapidement décroissant. Enfin le type 4 soulève des problèmes de poids,d'encombrenent,et de coût,considérables, et se caractérise par un réglage peu prècis. Le dispositif selon l'invention remédie à cea inconvénients.ll comporte des éléments de liaison souples ou rigides reliant le bord de fuite des pales à un tube axial coulissant à l'intérieur de l'arbre creux du rotor.Une butée portée par l'extrémit aval du tube est reliée par un palan au bâti de l'éolienne.La partie liquide d'un lest suspendu au brin libre de ce palar.,est connectée à un vase d'expansion fixé au bâti.Ce dispositif permet d'assurer l'equilibrage optimal de la poussée axiale transmise au tube,et ceci grâce au contrepoids dont la masse s'ajuste en fonction de son niveau relatif par rapport au vase d'espansion. Selon une première variante ,un moufloge sur chariot coaxiàl .-nôbilpermet de réduire la poussée des pales transmise à la butée. Selon une seconde variante,les pales peuvent être reliées au tube axial par des éléments rigides travaillant en compressinn en aval du rotor(rotor en aval du pylône). Selon une troisième variante,le vase d'expansion est suspendu au bâti par un élément élastique de façon à accroitre la sensibilité de la régulation. La figure I représente,en coupe,le dispositif selon l'invention: Des éléments de liaison(2) relient le bord de fuite(I) des pales à un tube axial (3) coulissant sur des paliers(4) à l'intérieur de l'arbre creux(5) du rotor.Un palan(7) relié à la butée(6) et au bâti(d) de l'éolienne,equilibre a poussée axiale par son brin libre(9) auquel est suspendu le contrepoids(IO),lui-même connecté par un tube souple(II) à un vase d'expansion(12) lequel est suspendu au bâti par un élément élastique(I3). La figure 2 représente,en coupe, une variante de ce dispositif,propre aux rotors situés en amont du pylône:Les bords de fuite(I) des pales sont reliés à un chariot coaxial(C) mobile,lui-même relié au tube axial(3) par un mouflage(M) permettant de réduire l'effort supporté par la butée(6). REVENDICATIONS I) Dispositif de régulation de poussée axiale pour rotor d'éolienne ou d'aérogénérateur à axe horizontal,caractérisé en ce qu'il comporte un tube(3) relié au bord de fuite(I) des pales,coulissant sur l'axe de l'arbre creux(5) du rotor, porteur d'une butée(6)-à son extrémité aval,et un palan(7) installé entre la butée et le bâti(8) de I'éolienne,lequel équilibre la poussée axiale grâce à un contrepoids (IO) suspendu à son brin libres9). 2) Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que le contrepoids(IO) contient un liquide et est connecté par un tube souple(II) à un vase d'expansion(I2) fixé au bâti(8) de l'éolienne. 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le vase d'expansion (I2) est suspendu au bâti(d) à l'aide d'un élément élastique(I3). 4) Dispositif selon la revendicationI,2 ou 3 caractérisé en ce que le bord de fuite(I) des pales est relié au tube axial(3) par des éléments rigides(2). 5) Dispositif selor. la revendication I,2 ou 3 caractérisé en ce que le bord de fuite (I) des pales est relié au tube axial(3) par des éléments souples(2). 6) Dispositif selon les revendications 4 ou 5 caractérisé en ce que les éléments de liaison(2) issus des pales sont reliés à un chariot coaxlal(C) coulissant sur l'arbre(5),ce chariot étant relié par mouflage(M) au tube axial(3).