Brevet FR2807113A1 — publié le 20011005

la présente invention concerne un dispositif économique et rapidement mis en #uvre de récupération de l'énergie éolienne basé sur le principe du balancier sollicité par le vent en première course et rappelé par un contrepoids en course de rappel. Les éoliennes traditionnelles actuelles sont basées sur la sollicitation au vent de rotors à pales inclinées, montés sur des axes horizontaux ou verticaux reposant sur des structures importantes offrant une forte prise au vent et nécessitant un ancrage au sol très étudié. Par ailleurs, ces rotors doivent saisir le vent en altitude, ce qui impose une transmission de rappel importante pour amener la force motrice au sol. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir à moindre coût une éolienne fonctionnant suivant un mouvement de balancier appliqué à une perche pivotant autour d'un point axial, équipée d'une voilure à cadre orientable en partie haute et d'un contrepoids de rappel en partie basse. La voilure se positionne alternativement en prise au vent et en drapeau respectivement lors des phases aller et retour du mouvement de balance, la perche reposant en partie basse par l'intermédiaire d'un cadre sur un dispositif mécanique assurant la transformation des oscillations multidirectionnelles auxquelles elle est soumise en pulsions rotatives toujours de même sens appliquées sur un arbre de sortie. Cette éolienne est donc basée sur le principe d'un mouvement alternatif de balancement entretenu par l'action du vent sur une voilure, l'inertie d'un contrepoids entretenant ce balancement et de l'inertie d'un volant cinétique placé en sortie du système. Cette énergie de sortie est stockée par divers procédés adaptés tels qu'accumula.teurs électriques, cuves d'air comprimé, ou autres afin de la restituer de manière régulée et aux heures d'utilisation à des fins de production électrique, pompages ou autres. Selon des modes particuliers de réalisation - la perche repose sur le dispositif mécanique par l'intermédiaire d'un cadre d'où sont issus deux ergots disposés en vis à vis dans le prolongement l'un de l'autre suivant un axe perpendiculaire à celui de la perche et le rencontrant au point axial. - le cadre et ses deux ergots font office de fourchette pivotant selon un des axes d'un caisson carré en le saisissant extérieurement par deux douilles-palier aménagées chacune au milieu d'une de deux faces opposées de ce caisson. le caisson carré est lui-même engagé par deux autres douilles-palier aménagées chacune au milieu d'une de ses deux autres faces opposées, sur un arbre fixe sur lequel il pivote suivant son deuxième axe, en entraînant le cadre. - quatre engrenages pignons de même rapport sont disposés en prise extérieurement autour du caisson, libres sur leur support, excepté l'un d'entre eux qui est solidaire de l'ergot sur lequel il est engagé. - chacun des pignons engagés sur l'arbre fixe entraîne un couple de systèmes d'irréversibles à simple effet, disposés de manière à ce qu'ils provoquent sur deux arbres s'entraînant mutuellement, des pulsions rotatives de même sens. - la voilure se compose d'un ou plusieurs éléments pivotant de façon alternative d'environ 90 par l'action d'une ou plusieurs masselottes agissant par gravité à chaque inclinaison extrême de la perche. - le mouvement de pivot des éléments de voilure peut se commander par l'action d'un ou plusieurs moteurs électriques déclenchés par des plots mis en contact à chaque inclinaison extrême de la perche. Ces moteurs fonctionnent par accumulateurs alimentés par une faible partie du courant produit par le système, - la voilure se remet en position de prise au vent par retour gravitationnel des masselottes, ou impulsion électrique, lors du repos vertical de la perche. - la perche est pourvue en toute ou partie de sa hauteur d'un carénage à profil aérodynamique pouvant jouer en libre pivot autour de son axe et s'orienter, ainsi que la voilure, suivant le sens du vent grâce à un empennage. Les dessins annexés illustrent l'invention - la figure 1 représente en perspective pàrtiellement sectionnée l'ensemble du mécanisme de transformation du mouvement oscillatoire de la perche par l'intermédiaire de son cadre en pulsions rotatives. - La figure 2 représente en perspective le détail d'un caisson carré sur les faces duquel sont aménagées quatre douilles- palier recevant l'arbre fixe principal d'une part et les deux ergots issus du cadre de la perche d'autre part. - La figure 3 représente 'en section vue de dessus le système complet comprenant quatre pignons coniques de même rapport. La figure représente également les deux arbres recevant les pulsions rotatives par l'intermédiaire de deux engrenages couplés à des irréversibles montés en opposition sur chacun d'eux. - La figure 4 représente ce même système en section suivant un plan perpendiculaire à l'arbre fixe principal. - La figure 5 représente ce même système en section suivant un plan perpendiculaire aux ergots du cadre de .la perche. - La figure 6 représente la voilure en partie haute de la perche habillée de son carénage et une possibilité d'agencement des éléments de voilure et des masselottes commandant leur pivot en agissant par gravité en phase d'extrême amplitude de la perche. En référence à ces dessins, le système comprend une perche (1) habillée d'un carénage (24) orienté au vent grâce à un empennage (25). Cette perche, lestée par un contrepoids (2) et équipée d'une voilure, est animée d'un mouvement oscillatoire multidirectionnel selon un faisceau concourant au point axial (3) et reposant sur un mécanisme constitué - d'un caisson carré (4) équipé au milieu de chacune de ses faces d'une douille-palier et pivotant sur l'arbre fixe (5). - d'un cadre (6) solidaire de la perche (1) d'où sont issus deux ergots coaxiaux (7) et (8) engagés par l'extérieur sur deux douilles-palier opposées du caisson et permettant au cadre et à la perche de pivoter autour de l'axe des ergots. - de quatre pignons d'engrenage coniques (9), (10), (11) et (12) de même rapport disposés en prise autour du caisson (4), sur l'arbre fixe (5) d'une part et sur chacun des deux ergots (7) et (8) d'autre part. Un seul pignon (12) est solidaire de l'ergot (8) sur lequel il est engagé, les trois autres pignons étant libres, chacun sur son support. - de deux arbres (13) et (14) réceptacles des pulsions rotatives de même sens provoquées par deux systèmes d'irréversibles (15) et (16) d'une part, (17) et (18) d' autre part, montés en effet contraire respectivement sur chacun d'eux et entraînés par les engrenages (19) et (20) d'une part, (21) et (22) d'autre part, entraînés respectivement avec les pignons (9) et (10). - d'un agent de liaison (23) tel que chaîne ou engrenages reliant en rotation de même sens les arbres (13) et (14). A titre d'exemple non limitatif, le mécanisme occupera un volume d'environ lm x lm x 1m (non compris accessoires de stockage d'énergie) et la perche aura une longueur de 20 mètres. Cette éolienne est particulièrement destinée à fournir un apport d'énergie électrique en sites isolés et difficilement accessibles ou en apport cle secours par unités foraines lors de sinistre ayant détérioré les réseaux de distributions traditionnels. REVENDICATIONS 1)- Eolienne fonctionnant suivant un mouvement de balancier appliqué à une perche pivotant autour d'un point axial, équipée d'une voilure en partie haute et d'un contrepoids de rappel en partie basse, caractérisée en ce que la voilure se positionne alternativement en prise au vent et en drapeau respectivement lors des phases aller et retour du mouvement balance, la perche (1) reposant sur un dispositif mécanique assurant la transformation des oscillations multidirectionnelles auxquelles elle est soumise en pulsions rotatives toujours de même sens appliquées sur un arbre de sortie. 2)- Eolienne selon la revendication 1) caractérisée en ce que la perche (1) repose sur le dispositif mécanique par l'intermédiaire d'un cadre (6) d'où sont issus deux ergots 7) et (8) disposés en vis à vis dans le prolongement l'un de l'autre suivant un axe perpendiculaire à celui de la perche et le rencontrant au point axial (3). 3)- Eolienne selon la revendication 2) caractérisée en ce le cadre (6) et ses deux ergots (7) et (8) font office de fourchette pivotant selon un des axes d'un caisson carré (4) en le saisissant extérieurement par deux douilles-palier aménagées chacune au milieu d'une de deux faces opposées de ce caisson. 4)- Eolienne selon la revendication 3) caractérisée en ce que le caisson carré (4) est lui-même engagé par deux autres douilles-palier aménagées chacune au milieu d'une de ses deux autres faces opposées, sur un arbre fixe (5) sur lequel il pivote suivant son deuxième axe, en entraînant le cadre (6). 5)- Eolienne selon l'une quelconque des revendications 3) et 4) caractérisée en ce que quatre engrenages pignons de même rapport (9)(10)(11)(12) sont disposés en prise extérieurement autour du caisson carré (4), libres sur leur support, excepté l'un d'entre eux (12) qui est solidaire de l'ergot (8) sur lequel il est engagé. 6)- Eolienne selon la revendication 5) caractérisée en ce que chacun des pignons (9) et (10) engagé sur l'arbre fixe (5) entraîne un couple de systèmes d'irréversibles à simple effet disposés de manière à ce qu'ils provoquent sur deux arbres (13) et (14) s'entraînant mutuellement, des pulsions rotatives de même sens. 7)- Eolienne selon la revendications 1) caractérisée en ce que la voilure se compose d'un ou plusieurs éléments pivotant de façon alternative d'environ 90 par l'action d'une ou plusieurs masselottes agissant par gravité à chaque inclinaison extrême de la perche. 8)- Eolienne selon les revendications 1) et 7) caractérisée en ce que le mouvement de pivot des éléments de voilure se commande par l'action d'un ou plusieurs moteurs électriques déclenchés par des plots mis en contact à chaque inclinaison extrême de la perche. 9)- Eolienne selon les revendications 1), 7) et 8) caractérisé en ce que la voilure se remet en position de prise au vent par retour gravitationnel des masselottes ou impulsion électrique lors du repos vertical de la perche. 10)- Eolienne selon la revendications 1) caractérisé en ce que la perche (1) est pourvue en toute ou partie de sa hauteur d'un carénage (20) à profil aérodynamique pouvant jouer en libre pivot autour de son axe et s'orienter, ainsi que la voilure, suivant le sens du vent grâce à un empennage (21).