Brevet FR2754858A1 — publié le 19980424

Cette invention concerne un dispositif éolien. L'invention vise un dispositif éolien particulièrement efficace lors de vitesses du vent faibles aussi bien que lors de vitesses du vent élevées. A cette fin, l'invention concerne un dispositif éolien ayant comme caractéristique qu'il consiste essentiellement d'une combinaison d'une éolienne; des moyens pour augmenter les vitesses des vents faibles vers l'éolienne; et des moyens réglables pour diminuer les vitesses des vents élévées vers l'éolienne tout en respectant la vitesse autorisée de l'éolienne. Les moyens pour augmenter ou diminuer la vitesse du vent vers l'éolienne consistent de préférence d'un corps se trouvant en face de l'éolienne, et des moyens qui permettent le changement de la distance entre le corps et l'éolienne de façon que l'accès principal du vent vers l'éolienne peut être plus fermé ou moins fermé, accès qui peut en certains cas augmenté par une ouverture centrale dans le corps. Le corps précité est de préférence prévu au côté où le vent est actif, d'une partie de paroi qui diverge de manière conique suivant la direction de passage du vent, d'une telle façon que le vent est concentré au contour extérieur. Suivant une variante importante, les moyens pour augmenter la vitesse du vent, respectivement le débit effectif du vent, à l'endroit de l'éolienne, consistent d'un élément de guidage du vent qui se rétrécit de manière conique suivant la direction de passage du vent et les moyens pour diminuer la vitesse du vent, respectivement le débit effectif du vent, à l'endroit de l'éolienne consistent d'une part, d'un second élément de guidage du vent qui rejoint la sortie du premier et s'élargit de manière conique suivant la direction de passage du vent et, d'autre part, des moyens pour déplacer réciproquement l'éolienne et le second élément de guidage du vent, de sorte que l'éolienne s'insère plus loin ou moins loin dans le second élément de guidage du vent. Afin de mieux démontrer les caractéristiques de l'invention, sont décrites ci-dessous, en tant qu'exemple et sans caractère limitatif, certaines formes d'exécution préférentielles avec référence aux dessins accompagnants dans lesquels figure 1 représente de façon très schématique une vue en perspectif d'un dispositif éolien suivant l'invention; figure 2 représente une vue suivant la flèche F2 de la figure 1, pour une création pratique; figure 3 représente une vue analogue à la figure 2, mais pour une autre position; figure 4 représente une coupe d'une variante pratique de la partie qui est indiquée dans la figure 2 avec F4; figure 5 représente une variante de la partie indiquée dans la figure 2 avec F5; figure 6 représente une variante de la figure 2; figure 7 représente une autre variante; figure 8 représente une variante de la partie représentée dans la figure 5. Comme représenté de façon schématique dans la figure 1, le dispositif éolien 1 suivant l'invention consiste essentiellement en une combinaison d'une éolienne 2; des moyens 3 pour augmenter, lors de vitesses du vent faibles, la vitesse du vent, vers l'éolienne 2; et des moyens réglables 4 pour diminuer, lors de vitesses du vent élévées, la vitesse du vent, vers l'éolienne 2. Dans la forme d'exécution de la figure 1, de plus particulièrement des figures 2 et 3 les moyens 3 consistent essentiellement d'un élément de guidage du vent 5 qui, suivant la direction de passage du vent W, se rétrécit de manière conique vers l'éolienne 2. Cet élément de guidage du vent 5 consiste essentiellement d'un manteau conique avec une pente A qui est de préférence moins de 20 degrés. Le but en est que la difference en diamètre à l'entrée 6 et à la sortie 7, notamment la réduction de diamètre, produit une augmentation de la vitesse du vent, dirigé vers le rotor 8 de l'éolienne 2. Les moyens 4 sont dans les exemples des figures 1 à 3 formés d'un corps 9 qui se trouve à l'endroit de l'entrée 6 précitée, ainsi que par des moyens 10 qui permettent le changement de la distance réciproque entre ce corps 9 et l'élément de guidage du vent 5 précité, d'une telle façon que l'entrée 6 de l'élément de guidage du vent 5 puisse être plus fermée ou moins fermée à cause du changement de cette distance. Comme représenté, le changement de cette distance est de préférence obtenu par le fait que le corps 9 suivant la direction W précitée, est déplaçable, ceci pendant que l'élément de guidage du vent 5 et l'éolienne 2 sont stationnaires suivant la direction du vent. I1 est clair que le déplacement du corps 9 détermine la largeur de l'ouverture X qui permet l'accès du vent vers l'éolienne 2, comme il peut être déduit respectivement des positions extrêmes montrées dans les figures 2 et 4. Le corps 9 possède un diamètre extérieur D1 qui est plus petit que le diamètre D2 le plus grand de l'élément de guidage du vent 5 et est de préférence deplaçable tel qu'il peut être inséré au moins partiellement dans l'élément de guidage du vent 5. Les moyens précités 10 qui permettent de déplacer le corps 9, consistent d'une part d'une suspension 11 sur une structure de support 12, d'une telle façon que le corps 9 puisse être déplacé sur cette structure de support 12 et, d'autre part, des moyens d'entraînement 13 pour positionner le corps 9 sur la structure de support 12. Dans l'exemple des figures 2 et 3, la structure de support 12 est essentiellement composée de deux profilés horizontaux 14 qui sont montés de part et d'autre du corps 9 sur des supports 15. La suspension 11 fait emploi de rouleaux de support 16 pour rouler le corps 9 sur les profilés 14. Dans l'exemple représenté, ces moyens d'entraînement 13 sont composés d'un au plusieurs cylindres de pression hydraulique qui peuvent être commandés automatiquement suivant les besoins des vents sur l'éolienne. Néanmoins, il est évident que, suivant une variante, l'entraînement peut être produit de manière mécanique électrique ou autre. Pour des exécutions à dimensions réduites, de préférence emploi sera fait de moyens d'entraînement 13 constitués par des ressorts ou à pression d'air, etc. Le corps 9 montre une paroi extérieure qui, à la face où le vent a accès, comporte au moins une partie de paroi 17 qui accroît graduellement en diamètre, de manière que le vent est poussé vers l'extérieur. Ainsi, une concentration du vent est obtenue au contour extérieur D1 qui, en fonction de la position du corps 9, peut servir également comme moyen 3 pour augmenter le débit effectif du vent à l'endroit de l'éolienne 2. La partie de paroi 17 est prolongée par une partie de paroi 18, qui se courbe à nouveau vers l'intérieur. Suivant la forme d'exécution des figures 2 et 3, le corps 9 est également prévu d'un passage central 19 pour le vent, qui s'élargit de manière conique suivant la direction du vent, dans lequel puisse être positionné une pièce de guidage 20 qui s'élargit coniquement. L'ensemble est de préférence pivotable autour d'un axe vertical 21 et est prévu de moyens de rotation 22 pour le placer dans le vent. L'éolienne 2, l'élément de guidage du vent 5 et la structure de support 12 avec le corps déplaçable 9, sont à cet effet montés sur un châssis 23 qui, au moyen d'un axe de rotation 24, est placé de manière pivotante sur un bâti fixe 25. Des exécutions à dimensions plus larges, sont de préférence également pourvues d'une couronne de rotation 26 avec un large cercle de rotation, de telle façon qu'une suspension au moyen de rouleaux ou roues supplémentaires 27 est possible. Le fonctionnment peut facilement être déduit des deux positions des figures 2 et 3. L'ensemble est toujours placé en face du vent et tenu dans le vent par les moyens de rotation 22, qui peuvent être commandés automatiquement en fonction des données d'un dispositif de mesurage qui détermine la direction du vent. En cas d'un vent faible, le corps 9 est mis à distance maximale de l'élément de guidage du vent 5. Ainsi l'ouverture X est très grande. La conicité de l'élément de guidage du vent 5, ainsi que la présence de la partie de paroi 17, augmentent considérablement le flux de vent à l'endroit de l'éolienne 2. Puisque le passage central 19 s'élargit de manière conique, le flux du vent à la sortie 28 est plutôt faible. Ce faible flux prend soin à ce que les turbulences qui pourraient se produire derrière le corps 9, sont affaiblies et n'ont pas d'influence désavantageuse sur le flux global du vent. Dès que la vitesse du vent en plein air accroît ou lors d'une tempête, le dispositif éolien ne sera pas détourné hors de la direction du vent, restant ainsi en fonction. Dans ce cas précis, le corps 9 est approché de l'élément de guidage du vent 5, ou même partiellement inséré dans celui-ci comme représenté à la figure 3, ayant comme résultat que l'ouverture X est considérablement diminuée et que le passage d'air à travers l'élément de guidage du vent 5 est affaibli, de sorte que l'éolienne 2 ne soit soumis qu'à dess vitesses de vent permises. La suspension 11 peut être prévue de différents accessoires ajoutant ainsi à son perfectionnement. Un exemple est représenté à la figure 4. Ici les profilés 14 sont pourvus d'une glissière 29 démontable et remplaçable. Un élément de chauffage 30 peut être prévu, positionné sous la glissière 29, d'une telle façon que la glissière 29 puisse être chauffée, évitant ainsi le givrage, de manière que le corps 9 n'est pas bloqué même pendant des hivers sévères. Pour limiter les pertes de chaleur, une isolation thermique 31 est apportée entre la glissière 29 et le profilé 14. Des moyens de verrouillage 32 commandés hydrauliquement ou autre peuvent être prévus pour éviter que le corps 9 puisse se détacher des profilés 14 et bloquer le corps 9 après ajustement dans la position désirée. La suspension 11 peut être prévue de racloirs qui accompagnent le corps mobile 9 et maintiennent la glissière 29 en état propre. Egalement des moyens de compensation sont prévus qui permettent la compensation des déviations de tolérance à la suspension du corps 9, comme des déviations qui se produisent à cause du fait que les profilés 14, se trouvant de part et d'autre du corps 9, ne sont pas en parallèles. La figure 5 montre une variante dans laquelle la partie de paroi 17 est dirigée verticalement et rejoint une partie de paroi oblique 33. La figure 6 montre une variante dans laquelle le corps 9 est fermé. Le corps montre à sa surface extérieure une forme qui est essentiellement déterminée par une partie de paroi 34 s'élargissant de manière conique, une partie de paroi 35 qui forme une courbure vers l'intérieur et une partie de paroi 36 dirigée de manière conique vers l'intérieur, rejoignant la partie de paroi 35 courbée. Le paroi peut être aussi entièrement ronde, oval, etc. ou présenter la forme d'une bille ou d'une bille aplatie. Au lieu de profilés 14, se trouvant à côté du corps 9, comme représenté à la figure 2, usage est fait d'une structure de support 12 avec un profilé 37 s'étendant à travers le corps 9. Au lieu de rouleaux de support 16, emploi est fait d'un ou plusieurs patins 38. Le fonctionnement du dispositif éolien de la figure 6 est presque analogue à celui des dispositifs représentés dans les figures précédentes. La figure 7 montre une variante dans laquelle les moyens 3 pour augmenter le débit du vent à l'endroit de l'éolienne 2 sont composés d'un élément de guidage du vent 39 qui se rétrécit de manière conique suivant la direction du passage du vent, tandis que les moyens 4 pour diminuer la vitesse du vent, respectivement le débit effectif du vent, à l'endroit de l'éolienne 2, sont constitués, d'une part, d'un second élément de guidage du vent 40 qui rejoint la sortie du premier élément et s'élargit coniquement suivant la direction du passage du vent et, d'autre part, des moyens 41 qui permettent de déplacer réciproquement l'éolienne 2 et le second élément de guidage du vent 40, de sorte que l'éolienne 2 s'insère plus loin ou moins loin dans le second élément de guidage du vent 40. Dans la forme d'exécution représentée, l'élément de guidage du vent 40 est fixe et les moyens précités 41 sont composés d'un chariot 42, sur lequel l'éolienne 2 est montée et des moyens d'entraînement 43 pour déplacer le chariot 42. Evidemment, suivant une variante, l'éolienne 2 peut être montée de manière fixe, tandis que l'élément de guidage du vent 40, avec ou sans l'élément de guidage du vent 39, sont déplaçables. I1 faut remarquer que l'éolienne 2 possède un diamètre de rotor qui correspond à peu près au diamètre du passage entre le premier et le second élément de guidage du vent, respectivement 39 et 40. Comme représenté, une pièce cylindrique intermédiaire 44 peut être prévue. I1 faut remarquer que le diamètre d'entrée D3 est plus petit que le diamètre de sortie D4. Le vent accroît toujours dans l'élément de guidage du vent 39, aussi bien lors de vitesses du vent faibles ou élevées. Puisque le diamètre D4 est plus grand que le diamètre D3 et que l'éolienne 2 est déplaçable, un affaiblissement aussi bien qu'un accroissement peut être réalisé avec cette éolienne en comparaison avec le vent extérieur. Autre variante du corps 9 à pente intérieur et extérieur conique est représentée dans la figure 8. La présente invention n'est nullement limitée aux formes d'exécutions décrites ci-dessus et représentées aux figures, mais un tel dispositif éolien peut être réalisé en différentes formes et dimensions, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Revendications. 1.- Dispositif éolien, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement d'une combinaison d'au moins une éolienne (2); des moyens (3) pour augmenter, lors de vitesses du vent faibles, la vitesse du vent vers l'éolienne (2); et des moyens réglables (4) pour diminuer, lors de vitesses du vent élévées, la vitesse du vent vers l'éolienne (2). 2.- Dispositif éolien suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour augmenter la vitesse du vent vers l'éolienne (2) consistent au moins d'un élément de guidage du vent (5) qui se rétrécit de manière conique suivant la direction de passage (W) vers l'éolienne (2). 3.- Dispositif éolien suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens (4) pour diminuer la vitesse du vent vers l'éolienne (2) consistent au moins d'un corps (9) qui se trouve à l'entrée de l'élément de guidage du vent (5) précité, tandis que le dispositif éolien (1) est pourvu de moyens (10) qui permettent de changer la distance réciproque entre ledit corps (9) et l'élément de guidage du vent (5) précité, de manière que l'entrée de l'élément de guidage du vent (5) est plus fermée ou moins fermée. 4.- Dispositif éolien suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le corps (9) précité est pourvu au côté où le vent a accès, d'une partie de paroi (17-34) qui s'élargit suivant la direction du vent. 5.- Dispositif éolien suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'éolienne (2) et l'élément de guidage du vent (5) sont montés de manière fixe et que le corps (9) précité est déplaçable. 6.- Dispositif éolien suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est pourvu d'une structure de support (12) sur laquelle le corps (9) est déplaçable et de moyens d'entraînement (13) pour déplacer le corps (9), comme un ou plusieurs cylindres de pression. 7.- Dispositif éolien suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le corps (9) précité possède un diamètre extérieur qui est plus petit que le diamètre intérieur le plus grand de l'élément de guidage du vent (5) précité. 8.- Dispositif éolien suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la position réciproque entre l'élément de guidage du vent (5) et le corps (9) peut être changée tel que le corps (9) puisse au moins partiellement s'insérér dans l'élément de guidage du vent (5). 9.- Dispositif éolien suivant l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le corps (9) précité montre à sa surface extérieure une partie de paroi (18) qui recourbe vers l'intérieur. 10.- Dispositif éolien suivant l'une des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que le corps (9) précité montre un passage central (19) pour le vent qui s'élargit de façon conique suivant la direction du vent. 11.- Dispositif éolien suivant l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que le corps (9) consiste d'une pièce pratiquement fermée qui représente à sa surface extérieure une forme qui est essentiellement déterminée par une partie de paroi (34) s'élargissant coniquement, une partie de paroi (35) courbée qui est pourvue d'une courbure vers l'intérieur et une partie de paroi (36) s'étendant coniquement vers l'intérieur et rejoignant cette partie de paroi courbée, ou une forme d'une bille ou d'une forme d'une bille aplatie. 12.- Dispositif éolien suivant l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que le support du corps (9) est perfectionné au moyen d'un ou plusieurs accessoires suivants - une glissière (29) demontable et remplaçable par laquelle le corps (9) est déplaçable; - des racloirs ou similaires qui accompagnent le corps (9) mobile et maintiennent la glissière (29) par laquelle le corps (9) se déplace en un état propre; - un élément de chauffage (30) par lequel la glissière (29) sur laquelle le corps (9) peut se déplacer, peut être chauffée; - des moyens de verrouillage (32) qui retiennent le corps (9) mobile à l'endroit désiré; - des moyens de compensation qui permettent de compenser les déviations de tolérance à la suspension du corps (9); 13.- Dispositif éolien suivant l'une des revendications précédentes, caractérise en ce que les moyens (3) pour augmenter la vitesse du vent vers l'éolienne (2) sont constitués d'un élément de guidage du vent (39) qui se rétrécit de manière conique suivant la direction du passage du vent et que les moyens (4) pour diminuer la vitesse du vent vers l'éolienne (2) sont constitués d'une part, d'un second élément de guidage du vent (40) qui rejoint la sortie du premier et s'élargit de manière conique suivant la direction du passage du vent, et d'autre part, des moyens (41) qui permettent le déplacement réciproque de l'éolienne et du second élément de guidage du vent (40), de sorte que l'éolienne (2) puisse s'insérer plus loin ou moins loin dans le second élément de guidage du vent (40). 14.- Dispositif éolien suivant la revendication 13, caractérisé en ce que les deux éléments de guidage du vent (39-40) sont montés de manière fixe et que l'éolienne peut être déplacée axialement par rapport à ces éléments de guidage du vent (39-40). 15.- Dispositif éolien suivant la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'éolienne (2) comporte un diamètre de rotor qui correspond à peu près au diamètre à l'endroit de la transition entre le premier et le second élément de guidage du vent. 16.- Dispositif éolien suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble est pivotable autour d'un axe vertical (21) et est pourvu de moyens d'entraînement (22) pour le mettre et le retenir dans le vent.