Brevet FR2861140A1 — publié le 20050422

La présente invention concerne une hélice à axe vertical constituée de deux pales oscillantes pour capter l'énergie éolienne ou hydraulique. À l'heure actuelle une éolienne traditionnelle exige un gouvernail ou un dispositif complexe pour pouvoir se positionner face au vent. L'hélice selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Elle comporte en effet, selon une première caractéristique, un moyeu démontable supportant horizontalement un arbre mobile muni de deux pales identiques. Chaque pale comporte un déflecteur courbe pour démarrer l'hélice dans un sens unique de rotation lorsque le vent se lève parallèlement à l'arbre mobile. Une double butée est fixée transversalement au centre dudit arbre suivant l'axe central de l'hélice pour délimiter l'amplitude des oscillations des pales. Deux roulements à billes sont fixés par les anneaux internes sur l'arbre mobile afin que ce dernier ne puisse pas se déplacer longitudinalement. Un arbre de transmission est prévu perpendiculairement au-dessous du moyeu suivant l'axe de rotation de l'hélice. Selon des modes particuliers de réalisation: - l'arbre de transmission peut être fixé au-dessus du couvercle du moyeu. - un dispositif de centrifugation de deux masselottes peut être prévu transversalement sur l'arbre de transmission afin de réduire l'amplitude d'oscillation des pales. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente l'hélice en repos. La figure 2 représente en coupe l'hélice. Les figures 3, 4 et 5 représentent les organes du moyeu. La figure 6 représente en coupe le dispositif de centrifugation. La figure 7 représente les autres organes du dispositif de centrifugation. En référence à ces dessins, l'hélice comporte un moyeu (1) démontable supportant horizontalement un arbre (2) mobile muni de deux pales (3) (4) identiques et équidistantes par rapport à l'axe (5) de rotation de l'hélice. Chaque pale (3) (4) est munie d'un déflecteur (6) (7) courbe près du moyeu (1) pour démarrer l'hélice dans un sens (8) unique de rotation lorsque le vent se lève parallèlement à l'arbre (2) mobile. Une double butée (9) est fixée transversalement sur l'arbre (2) mobile suivant l'axe (10) central de l'hélice pour délimiter l'amplitude des oscillations des pales (3) (4) grâce à la saillie (11) prévue au fond de la cavité (12) de circulation de butée. Deux roulements (13) (14) à billes sont fixés par les anneaux internes sur l'arbre (2) mobile pour l'empêcher de se déplacer longitudinalement grâce aux deux logements (15) (16) prévus dans le moyeu (1) pour bloquer les anneaux externes. Une cavité (17) est prévue dans le moyeu (1) pour permettre la libre circulation de l'arbre (2) mobile. La fixation et l'alignement longitudinal des pales (3) (4) sur l'arbre (2) mobile sont réalisés de manière à ce qu'un écart (18) symétrique de suspension de 45 résulte entre chaque pale et l'axe (5) de rotation de l'hélice; le respectif déflecteur (6) (7) courbe étant dirigé à l'opposé du sens unique (8) de rotation. Cet écart (18) de suspension permet de définir l'arc (19) minimal de la double butée (9). Un arbre (20) de transmission est prévu perpendiculairement au-dessous du 15 moyeu (1) suivant l'axe (5) de rotation. La fixation du couvercle (21) du moyeu (1) est assurée par quatre vis (22) identiques grâce aux respectifs orifices (23) et trous (24) filetés. Ainsi lorsque l'hélice est frappée par le vent, l'une des pales (3) (4) augmente sa surface d'opposition au vent tandis que l'autre pale diminue la sienne pendant le premier 1/2 tour de l'hélice, ensuite elles inversent leur sens d'oscillation dès le début du deuxième I/2 tour de l'hélice. Selon une variante non illustrée, la fixation de l'arbre (20) de transmission est prévue perpendiculairement au-dessus du couvercle (21) du moyeu (1) afin qu'en position suspendue l'hélice puisse capter l'énergie éolienne ou l'énergie des courants marins et fluviaux. Dans la forme de réalisation selon les figures 6 et 7, l'hélice comporte un dispositif de centrifugation de deux masselottes (25) (26) reliées par un câble (27) démontable qui, traversant horizontalement l'arbre (20) de transmission par les fentes (28) (29) et la cannelure (30), hisse une saillie (31) mobile dans sa cavité (32) afin de réduire ou arrêter les oscillations des pales (3) (4) en cas de fort vent. La fixation des couvercles (33) (34) des glissières (35) (36) étanches est assurée par quatre vis (37) identiques grâce aux respectifs orifices (38) et trous (39) filetés. Un niveau (40) minimum d'huile de lubrification est prévu juste au-dessus des extrémités du câble (27) démontable. Les poids de la saillie (31) mobile et des masselottes (25) (26) dépendront donc de la vitesse de rotation choisie à partir de laquelle doit débuter la réduction d'amplitude 5 d'oscillation des pales (3) (4). À titre d'exemple non limitatif, le câble (27) démontable sera en acier ou en matériaux composites. L'hélice selon l'invention est particulièrement destinée à capter l'énergie éolienne ou hydraulique. 4 REVENDICATIONS 1) Hélice à axe vertical pour capter l'énergie éolienne ou hydraulique caractérisée en ce qu'elle comporte un moyeu (1) démontable supportant horizontalement un arbre (2) mobile muni de deux pales (3) (4) identiques et équidistantes par rapport à l'axe (5) de rotation de l'hélice, chaque pale (3) (4) étant munie d'un déflecteur (6) (7) courbe près du moyeu (1) pour démarrer l'hélice dans un sens (8) unique de rotation lorsque le vent se lève parallèlement à l'arbre (2) mobile, en ce qu'une double butée (9) est fixée transversalement sur l'arbre (2) mobile suivant l'axe (10) central de l'hélice pour délimiter l'amplitude des oscillations des pales (3) (4) grâce à une saillie (11) prévue au fond de la cavité (12) de circulation de butée, et en ce que la fixation et l'alignement longitudinal des pales (3) (4) sur l'arbre (2) mobile sont réalisés de manière à ce qu'un écart (18) symétrique de suspension supérieur ou égal à 45 résulte entre chaque pale et l'axe (5) de rotation de l'hélice, le déflecteur respectif (6) (7) courbe étant dirigé à l'opposé du sens unique (8) de rotation, de telle manière que lorsque l'hélice est frappée par le vent, l'une des pales (3) (4) augmente sa surface d'opposition au vent tandis que l'autre pale diminue la sienne pendant le premier 1/2 tour de l'hélice, ensuite elles inversent leur sens d'oscillation dès le début du deuxième 1/2 tour de l'hélice. 2) Hélice selon la revendication 1, caractérisée en ce que deux roulements (13) (14) à billes sont fixés par les anneaux internes sur l'arbre (2) mobile pour l'empêcher de se déplacer longitudinalement grâce aux deux logements (15) (16) prévus dans le moyeu (1) pour bloquer les anneaux externes, et en ce qu'une cavité (17) est prévue dans le moyeu (1) pour permettre la libre circulation de l'arbre (2) mobile. 3) Hélice selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'écart (18) de suspension permet de définir l'arc (19) minimal de la double butée (9). 4) Hélice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en 25 ce qu'un arbre (20) de transmission est prévu perpendiculairement au-dessous du moyeu (1) suivant l'axe (5) de rotation et en ce que la fixation du couvercle (21) du moyeu (1) est assurée par quatre vis (22) identiques grâce aux respectifs orifices (23) et trous (24) filetés. 5) Hélice selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'arbre (20) de transmission est fixé perpendiculairement au-dessus du couvercle (21) du moyeu (1) afin qu'en position suspendue l'hélice puisse capter l'énergie éolienne ou l'énergie des courants marins et fluviaux. 6) Hélice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif de centrifugation de deux masselottes (25) (26) reliées par un câble (27) démontable qui, traversant horizontalement l'arbre (20) de transmission par des fentes (28) (29) et une cannelure (30), hisse une saillie (31) mobile dans sa cavité (32) afin de réduire ou arrêter les oscillations des pales (3) (4) en cas de fort vent. 7) Hélice selon la revendication 6, caractérisée en ce que des glissières (35) (36) étanches sont prévues, lesdites glissières étant munies de couvercles (33) (34) dont la fixation est assurée par quatre vis (37) identiques grâce à des orifices (38) et trous filetés (39). 8) Hélice selon la revendication 6, caractérisée en ce que les poids de la saillie (31) mobile et des masselottes (25) (26) dépendent de la vitesse de rotation choisie à partir de laquelle doit débuter la réduction d'amplitude d'oscillation des pales (3) (4). 9) Hélice selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce 20 qu'un niveau (40) minimum d'huile de lubrification est prévu juste au-dessus des extrémités du câble (27) démontable.