Brevet FR2900205A1 — publié le 20071026

Générateur à vent L'invention concerne un générateur à vent, en particulier du type canalisant le vent vers une roue. Un générateur à vent permet de récupérer de l'énergie mécanique du vent pour pouvoir l'exploiter sous une autre forme, par exemple pour du pompage ou pour générer de l'électricité. Dans le document FR 2 465 898, on a proposé un générateur à vent comportant une roue à axe vertical montée rotative sur un arbre dans un châssis. Un déflecteur présente une ouïe de section verticale. Le déflecteur est monté rotatif autour d'un axe vertical de manière à pouvoir orienter l'ouïe face au vent. Le vent est ainsi canalisé par le déflecteur et orienté sur la roue. L'évacuation de l'air se fait radialement au-dessous de la roue. Le déflecteur comporte une jupe qui protège l'évacuation de l'air dans la zone exposée au vent. L'arbre de la roue entraîne une génératrice électrique. Ce générateur a l'inconvénient de présenter une roue de grand diamètre, ce qui limite sa vitesse de rotation. Une vitesse de rotation limitée contraint à prévoir un multiplicateur pour obtenir une vitesse de rotation suffisante pour une génératrice électrique. De plus, la vitesse de vent pour obtenir la mise en rotation de la roue a un seuil relativement élevé, ce qui ne permet pas d'exploiter l'énergie d'un vent faible. L'invention vise à fournir un générateur à vent du type canalisant le vent vers une roue permettant d'obtenir un démarrage même si le vent est faible. Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un générateur à vent comportant une roue axiale rotative dans un châssis selon un axe sensiblement perpendiculaire à la direction du vent, le châssis comportant au moins une ouïe pour capter le vent, des moyens de déflexion pour canaliser le vent vers la roue. Les moyens de 2 L. déflexion réalisent une accélération du vent. Lorsque le vent est accéléré à la manière d'un courant d'air, et qu'il est orienté sur la roue, on obtient le démarrage de celle-ci à une vitesse de vent plus faible qu'en l'absence d'accélération. Il est ainsi possible d'obtenir une exploitation de l'énergie d'un vent même faible. De manière particulière, l'axe de la roue est vertical. Selon une disposition particulière, le générateur comporte une pluralité d'ouïes juxtaposées. Le flux du vent capté peut ainsi être divisé et orienté vers différentes zones de la roue, de manière à optimiser l'utilisation du flux de vent capté. Selon un mode de réalisation, les moyens de déflexion comportent une cloison supérieure, une première ouverture dans la cloison supérieure en regard de la roue, la première ouverture ayant une section inférieure à celle l'ouïe. Du fait de la réduction de section entre l'ouïe et la cloison supérieure, le vent est accéléré avant d'être canalisé sur la roue. Selon un perfectionnement, les moyens de déflexion comportent une cloison de chambre, une deuxième ouverture dans la cloison de chambre ayant une section inférieure à celle l'ouïe. De préférence, la section de la deuxième ouverture est ajustable. Ainsi, il est possible d'adapter la réduction de section à la vitesse du vent, et ainsi d'optimiser l'efficacité du système en fonction de cette vitesse. De manière particulière, la cloison de chambre est radiale et sépare une première chambre, en communication avec l'ouïe, et une deuxième chambre délimitée par la cloison supérieure. L'invention a aussi pour objet une installation éolienne comportant une structure supportant une 3 pluralité de générateurs tels que décrits précédemment. On est ainsi en mesure de combiner plusieurs générateurs au même endroit pour cumuler la puissance récupérée. De manière particulière, les roues sont montées sur un même arbre de transmission vertical. Il est ainsi possible de collecter l'énergie mécanique sur une seule génératrice électrique. De manière avantageuse, la structure est orientable, des moyens d'orientation permettant d'orienter la structure pour que les ouïes soient face au vent. L'installation est ainsi apte à capter le vent quelque soit sa direction. L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de 15 la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue de face d'une installation conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un générateur 20 équipant l'installation de la figure 1 ; les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe selon les lignes respectivement III-III, IV-IV et V-V de la figure 2 ; la figure 6 est une vue de dessus du générateur de la 25 figure 2 ; la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 1 ; la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 1 30 les figures 9 et 10 sont des vues similaires à la figure 1 selon des variantes de l'invention. Une installation éolienne conforme à l'invention est montrée sur la figure 1. L'installation 1 a la forme d'une tour cylindrique et comporte une base fixe 2 35 servant de local technique, une coque 3 cylindrique montée rotative selon son axe vertical. La coque 3 est 4 surmontée d'un toit 4 en forme de dôme et d'un chapeau 5 au-dessus d'une ouverture de toit 40 dans le dôme. Des générateurs à vent 6 conformes à l'invention sont fixés à l'intérieur de la coque 3 sur des planchers 31 régulièrement répartis. Les générateurs comportent des roues 61 qui sont montés rotatives et qui entraînent le même arbre de transmission 7 s'étendant verticalement. L'arbre de transmission 7 entraîne une génératrice électrique 8 placé en partie supérieure de la coque 3. Les générateurs à vent 6 comportent des ouïes 60 pour l'entrée du vent dans les générateurs 6. Les ouïes 60 de tous les générateurs sont alignées verticalement de telle sorte que, par l'orientation de la coque 3, les ouïes 60 puissent être orientées en face du vent, symbolisé par les flèches V sur les figures 1, 3, 9 et 10. Les planchers 31 comportent des ouvertures de plancher 32 de manière à laisser libre un conduit vertical s'étendant de bas en haut de la coque 3 et débouchant à travers l'ouverture de toit 40. Le conduit peut aussi être utilisé pour la visite des générateurs et est équipé à cet effet d'une échelle 33. En se référant aux figures 2 à 7, chaque générateur 6 comporte un châssis 62 de forme cylindrique, fixe par rapport à la coque 3. Le châssis 62 est subdivisé en trois tranches horizontales A, B, C séparées les unes des autres par une cloison inférieure 63 et une cloison supérieure 64. La tranche inférieure A et la tranche intermédiaire B forment des moyens de déflexion. La tranche inférieure A, ou dispositif de canalisation, comporte des conduits de canalisation 65 entre les ouïes 60 et des ouvertures inférieures 630 dans la cloison inférieure 63 pour transférer le vent capté au niveau des ouïes 60 vers la tranche intermédiaire B. La tranche intermédiaire B forme une cuve. Elle 35 comporte huit cloisons 66, 67 radiales qui partitionnent celle-ci en quatre paires P de deux secteurs. Les cloisons radiales sont alternativement des cloisons de secteur 66 et des cloisons de chambre 67. Chaque paire P comporte une première chambre 68, formée par l'un des deux secteurs, communiquant avec l'un des conduits de 5 canalisation 65 par l'ouverture inférieure 630 correspondante. L'autre secteur de la paire P forme une deuxième chambre 69 en communication avec la première chambre 68 par l'intermédiaire d'une ouverture de chambre 680 dans la cloison de chambre 67. Chaque paire P de secteurs est séparée d'une autre paire par l'une des cloisons de secteur 66. La cloison de chambre 67 comporte un volet d'ajustage 670 pour ajuster la section de passage au niveau de l'ouverture de chambre 680. La commande du volet 670 se fait par l'intermédiaire de câbles, non représentés, liés à une poignée de réglage, non représentée, placée dans le local technique 2. D'autres moyens de transmission connus en soi pour ajuster la position dL volet 670 pourront être utilisés. La cloison supérieure 64, séparant la tranche intermédiaire B et la tranche supérieure C, comporte dans chaque deuxième chambre 69 une ouverture supérieure 640 en regard de pales 610 de la roue 61. En correspondance avec les ouvertures supérieures 640 se trouvent des ouvertures d'évacuation 600 munies de grilles 601. Un espace libre 34 au-dessus du générateur et au-dessous du plancher suivant est relié au conduit vertical. Les pales 610 de la roue sont représentées planes, mais diverses formes adaptées pourront être définies, telles que des formes creuses, en profil, en coquille ou en hélice. La coque 3 est montée rotative sur des chemins de roulement 35 à billes 36 au-dessus du local technique, comme illustré sur la figure 8. La coque 3 comporte une crémaillère annulaire 37 engrenant avec un pignon 90 d'un motoréducteur 9, de manière à commander l'orientation de la coque 3 autour de son axe vertical. La coque 3 6 comporte des cannes d'ancrage 38 s'étendant verticalement. Une extrémité de chaque canne d'ancrage 38 comporte une tête 39 logée dans une rainure en T circulaire. De cette manière, le basculement de la coque 3 en cas de grosse bourrasque est évité, les têtes 39 des cannes 38 restant prisonnières dans la rainure en T 21. Le toit 4 supporte une girouette 41 et un anémomètre 42 renvoyant des informations dans le local technique 2. De préférence, l'orientation de la coque 3 est pilotée de manière automatique pour que les ouïes 60 soient face au vent. Lorsque les ouïes 60 sont face au vent, de l'air entre par les ouïes 60 dans les conduits de canalisation 65 de la tranche inférieure A, passe dans la première chambre 68 à travers l'ouverture inférieure 630, puis dans la deuxième chambre 69 à travers l'ouverture de chambre 680. Ensuite, l'air passe à travers l'ouverture supérieure 640, frappe les pales 610 de la roue 61 pour la mettre en mouvement et s'échappe à travers l'ouverture d'évacuation 600, le conduit vertical et à travers l'ouverture de toit 40. Lors du passage à travers l'ouverture de chambre 680, du fait que la section de l'ouverture de chambre 680 est inférieure à celle de l'ouïe 60, la vitesse de l'air est augmentée. Il se crée un flux accéléré qui se dirige ensuite à travers l'ouverture supérieure 640 pour actionner la roue 61 avec une grande efficacité. La roue 61 entraîne la génératrice électrique 8 par l'intermédiaire de l'arbre de transmission 7 pour produire de l'électricité. L'ajustage de la section de passage au niveau de l'ouverture de chambre 680 au moyen du volet 670 permet d'obtenir un flux accéléré, même lorsque le vent extérieur est faible, et de conserver une efficacité de l'entraînement de la roue 61. La figure 9 montre une variante d'une installation 1' selon l'invention, dans laquelle deux générateurs à vent sont installés dans la coque 3, chaque générateur comporte son arbre de transmission 7' et entraînant sa génératrice électrique 8'. La figure 10 montre une autre variante d'une installation selon l'invention, dans laquelle l'évacuation de l'air après le passage dans la roue est réalisé par des ouvertures 36 dans la coque 3, à l'opposé des ouïes 60. REVENDICATIONS 1. Générateur à vent comportant une roue axiale rotative dans un châssis (62) selon un axe sensiblement perpendiculaire à la direction du vent, le châssis (62) comportant au moins une ouïe (60) pour capter le vent, des moyens de déflexion pour canaliser le vent vers la roue, caractérisé en ce que les moyens de déflexion (A, B) réalisent une accélération du vent. 2. Générateur à vent selon la revendication 1, dans lequel l'axe de la roue (61) est vertical. 3. Générateur à vent selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité d'ouïes (60) placées juxtaposées. 4. Générateur à vent selon la revendication 1, dans lequel les moyens de déflexion comportent une cloison supérieure (64), une ouverture supérieure (640) dans la cloison supérieure (64) en regard de la roue (61), l'ouverture supérieure (640) ayant une section inférieure à celle l'ouïe (60). 5. Générateur à vent selon la revendication 4, dans lequel les moyens de déflexion comportent une cloison de chambre (67), une ouverture de chambre (680) dans la cloison de chambre (67) ayant une section inférieure à celle l'ouïe (60). 6. Générateur à vent selon la revendication 5, dans lequel la section de l'ouverture de chambre (680) est ajustable. 7. Générateur à vent selon la revendication 5, dans lequel la cloison de chambre (67) est radiale et sépare une première chambre (68), en communication avec l'ouïe (60), et une deuxième chambre (69) délimitée par la cloison supérieure (63). 8. Installation éolienne, caractérisée en ce qu'elle comporte une structure (3) supportant unepluralité de générateurs (6) selon l'une des revendications 2 à 7. 9. Installation éolienne selon la revendication 8, dans laquelle les roues (61) sont montées sur un même 5 arbre de transmission (7). 10. Installation éolienne selon la revendication 8, dans laquelle la structure est orientable, des moyens d'orientation permettant d'orienter la structure pour que les ouïes (60) soient face au vent. 10