Brevet FR2848260A1 — publié le 20040611

La présente invention concerne un dispositif concentrateur de vent, notamment bien que non exclusivement pour une éolienne. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On connaît, en particulier du document US-B6, 413,038, une éolienne comportant un arbre monté verticalement pour tourner sur un bâti et des pales fixées à l'arbre pour entraîner celui en rotation lorsqu'elles sont soumises à l'action du vent. Afin de recueillir 10 l'énergie du vent de façon efficace pour transmettre celle- ci à une pompe ou une génératrice, les pales de l'éolienne sont configurées de façon dissymétrique afin qu'une moitié des pales soit entraînée par le vent, c'est-à-dire descende au vent, tandis que l'autre moitié 15 des pales qui remonte au vent offre une faible résistance à l'écoulement du vent. Plus la dissymétrie est importante, plus l'énergie recueillie est importante. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de concentrer 20 l'énergie du vent sur les pales entraînées par le vent afin d'augmenter l'énergie recueillie par l'éolienne. D'une façon plus générale, un but de l'invention est de concentrer le vent sur un élément à ventiler sans toutefois augmenter la concentration du vent dans des propor25 tions risquant de détériorer le dispositif concentrateur de vent ou l'élément à ventiler. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose, selon l'invention, un dispositif concentrateur de vent 30 comportant au moins deux panneaux verticaux convergents vers un élément à ventiler, chaque panneau comportant des bras supports sur lesquels des volets sont montés pour pivoter autour d'un axe, de préférence horizontal, et sont rappelés, de préférence par gravité, dans un plan 35 délimité par les bras supports. Ainsi, la convergence des panneaux tend à assurer une concentration du vent vers l'élément à ventiler et chaque volet prend une position d'équilibre qui est fonction de la puissance du vent qu'il reçoit, le volet 5 s'escamotant d'autant plus que le vent est plus fort de sorte que les volets assurent automatiquement une régulation de la compression du vent et laissent celui-ci s'échapper lorsque le taux de compression maximum supportable est atteint. Selon une version avantageuse de l'invention, les volets sont équipés de contrepoids. Il est ainsi possible d'adapter le taux de compression maximum obtenu par le dispositif selon l'invention en fonction du site dans lequel le dispositif concentrateur de vent est implanté. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le dispositif concentrateur de vent comporte des panneaux régulièrement répartis autour de l'élément à ventiler. Ainsi, quelle que soit la direction prise par le vent, les panneaux au vent par rapport à l'élément à 20 ventiler forment un angle inférieur ou égal à 900 par rapport à la direction du vent tandis que les panneaux sous le vent par rapport à l'élément à ventiler forment un angle supérieur ou égal à 900 par rapport à la direction du vent de sorte que les panneaux au vent assurent 25 une concentration du vent tandis que les panneaux sous le vent assurent une décompression favorisant un écoulement du vent à travers l'élément à ventiler. Selon un autre aspect avantageux de l'invention en relation avec un dispositif concentrateur de vent dis30 posé autour d'une éolienne montée pour tourner autour d'un axe vertical, les panneaux sont disposés pour former par rapport à une direction radiale de l'éolienne un angle en direction inverse du sens de rotation de l'éolienne. Ainsi une partie accrue du vent est concen35 trée vers la partie utile de l'éolienne. Selon encore un autre aspect avantageux de l'invention, les panneaux sont montés pour pivoter autour d'axes verticaux. Il est ainsi possible de modifier à volonté le taux de compression du vent. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier non limitatif de l'invention en référence aux figures ci-jointes 10 parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue de dessus schématique du dispositif concentrateur de vent selon l'invention, monté autour d'une éolienne, - la figure 2 est une vue en perspective 15 partielle d'un panneau formant le dispositif concentrateur de vent selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures, le dispositif concentrateur de vent selon l'invention est illustré en rela20 tion avec une éolienne 1 adaptée à tourner autour d'un axe vertical 2 et comportant à cet effet des pales verticales 15 qui ont été représentées selon des tirets épais incurvés bien que l'éolienne puisse avoir toute structure permettant à l'éolienne d'être entraînée en rotation dans 25 un sens mentionné par une flèche sur la figure, sous l'effet du vent dont la direction est illustrée par des flèches en trait épais sur la figure. Le dispositif concentrateur de vent selon l'invention comporte des panneaux 3 montés pour pivoter 30 sur des poteaux verticaux 4 adjacents à la périphérie de l'éolienne 1. Chaque panneau 3 comporte des bras supports horizontaux 5 montés pour pivoter sur les poteaux 4 par des manchons 6, et reliés entre eux par des entretoises ver35 ticales 7. Les bras supports 5 et les entretoises 7 sont par exemple constitués de tubes en acier soudés les uns aux autres pour former des cellules rectangulaires. Un volet 8, réalisé par exemple à partir d'une plaque de polyéthylène est monté dans chaque cellule et est fixé pour 5 pivoter librement autour du bras support 5 correspondant par des brides 9 qui s'étendent à cheval sur les bras supports et sont fixées aux volets 8 par des moyens appropriés tels que des boulons ou des rivets traversant les brides et les volets. Afin de permettre un pivotement 10 silencieux des volets 8 sur les bras supports 5, les brides sont de préférence réalisées à partir d'une plaque de polyéthylène mise en forme. Dans le mode de réalisation préféré illustré, les volets 8 sont en outre équipés de contrepoids 10 dont 15 le poids et la distance par rapport au bras support 5 sont déterminés en fonction du site pour adapter la force de rappel des volets 8 vers leur position verticale. Dans le mode de réalisation illustré, les panneaux 3 sont en outre reliés les uns aux autres par des 20 câbles 1i et l'un des panneaux 3 est relié par un câble 12 à un tambour 13 accouplé à un moteur de commande 14. Si nécessaire, en particulier pour des panneaux 3 de grande dimension, on peut prévoir de supporter les panneaux 3 par des roues prenant appui sur un chemin de rou25 lement, Dans le mode de réalisation illustré, le dispositif comporte huit panneaux 3 régulièrement répartis autour de l'éolienne 1 et dans la position illustrée les panneaux 3 sont disposés pour former un angle A de 450 en 30 direction inverse du sens de rotation de l'éolienne par rapport à une direction radiale passant par le poteau 4 correspondant au panneau 3 considéré. On notera sur la figure 1 que le panneau 3 correspondant à une direction radiale perpendiculaire à la direction du vent se trouve 35 ainsi disposé à 450 par rapport au vent, de sorte qu'au lieu de constituer un obstacle perpendiculaire au vent, il participe au contraire à une déviation du vent vers l'éolienne. On obtient ainsi une exploitation maximale de la force du vent. Pour obtenir cette exploitation maxi5 male du vent avec un dispositif concentrateur de vent comportant un nombre différent de panneaux, ceux-ci sont de préférence disposés pour former avec la direction radiale un angle A ayant une valeur obtenue en divisant un tour complet par le nombre de panneaux. Pour un angle ex10 primé en degrés, la valeur de l'angle sera donc obtenue en divisant 360 par le nombre de panneaux. L'écoulement du vent est illustré sur la figure 1 par des traits mixtes montrant que le vent est ainsi concentré vers la partie de l'éolienne utile à la trans15 formation de l'énergie du vent en une force de rotation appliquée à l'éolienne. On notera à ce propos qu'il est possible de réguler la quantité de vent déviée vers l'éolienne par les panneaux 3 en agissant sur le moteur 14 pour faire varier l'angle des panneaux 3 par rapport à 20 une direction radiale correspondante de l'éolienne. En particulier, dans le mode de réalisation illustré, il est possible de ramener cet angle à une valeur quasiment nulle en enroulant le câble 12 sur le tambour 13. La quantité de vent concentrée vers l'éolienne dépend donc à 25 la fois de l'angle formé par les panneaux 3 et de la position d'équilibre prise par les volets 8 sous l'effet du vent. En pratique le poids et la disposition des contrepoids seront de préférence réglés une fois pour toutes en fonction de la vitesse moyenne du vent sur le site consi30 déré, et la quantité de vent recueilli sera réglée en faisant varier l'orientation des panneaux 3. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'inven35 tion tel que défini par les revendications En particulier, bien que le dispositif concentrateur de vent selon l'invention ait été décrit en association avec une éolienne, le dispositif selon l'invention pourra également être disposé autour d'un élément à ven5 tiler quelconque, par exemple un hangar à murs ajourés dont on souhaite assurer la ventilation. Bien que l'invention ait été décrite avec des panneaux régulièrement répartis autour de l'élément à ventiler, ce qui permet de recueillir une quantité cons10 tante de vent quelle que soit la direction du vent, il est également possible pour les sites o le vent a des directions privilégiées, de réaliser le dispositif selon l'invention avec un nombre plus limité de panneaux disposés en amont de l'élément à ventiler par référence aux 15 directions privilégiées du vent. Bien que le dispositif selon l'invention ait été illustré avec des panneaux montés pour pivoter sur les poteaux 4 et reliés entre eux pour permettre une modification simultanée de l'orientation de tous les panneaux, 20 on pourra monter les panneaux dans une position fixe, ou au contraire supprimer la liaison entre les panneaux et assurer un réglage individuel de l'orientation de chacun des panneaux, ce qui permet alors de les incliner tous selon une direction proche de la direction du vent lors25 que celui-ci est très fort. Bien que dans le mode de réalisation illustré les volets 8 soient montés pour pivoter sur un axe horizontal et soient rappelés par gravité, on peut prévoir de monter les volets 8 sur un axe vertical et de les rappeler de 30 façon élastique dans le plan délimité par les bras supports 5. REVENDICATIONS 1. Dispositif concentrateur de vent, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux panneaux (3) verticaux 5 convergents vers un élément à ventiler (1), chaque panneau (3) comportant des bras supports (5) sur lesquels des volets (8) sont montés pour pivoter autour d'un axe et sont rappelés dans un plan délimité par les bras supports (5). 2. Dispositif concentrateur de vent selon la revendication 1, caractérisé en ce que les volets sont montés pour pivoter autour d'un axe horizontal. 3. Dispositif concentrateur de vent selon la revendication 2, caractérisé en ce que les volets sont 15 équipés de contrepoids (10). 4. Dispositif concentrateur de vent selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des panneaux (3) régulièrement répartis autour de l'élément à ventiler (1). 5. Dispositif concentrateur de vent selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est disposé autour d'une éolienne (1) montée pour tourner autour d'un axe vertical (2), et en ce que les panneaux (3) sont disposés pour former par rapport à une direction radiale de 25 l'éolienne un angle (A) en direction inverse du sens de rotation de l'éolienne. 6. Dispositif concentrateur de vent selon les revendications 4 et 5 prises ensemble, caractérisé en ce que l'angle (A) par rapport à la direction radiale de 30 l'éolienne, a une valeur obtenue en divisant un tour complet par le nombre de panneaux. 7. Dispositif concentrateur de vent selon la revendication 1, caractérisé en ce que les panneaux (3) sont montés pour pivoter autour d'axes verticaux (4). 8. Dispositif concentrateur de vent selon la re- vendication 7, caractérisé en ce que les panneaux (3) sont reliés les uns aux autres.