Brevet FR2932538A1 — publié le 20091218

- 1 EOLIENNE AVEC COLLECTEUR D'AIR ET SECURITE ANTI-VENTS FORTS E-sc T/ o,y Cette éolienne se caractérise par ses dispositifs lui assurant une très grande .5- résistance aux vents forts et même, si besoin est, cycloniques. Elle comporte également un système augmentant sa puissance par augmentation du flux d'air. La construction est conventionnelle avec deux supports (2) plus ou moins séparés par les besoins de résistance dus aux dimensions de l'éolienne. Ces supports soutiennent l'arbre creux principal de l'éolienne (1). Sur cet arbre (1) ,40 est mécanisée une partie (18), avec butée permettant le montage du corps tournant de l'éolienne solidaire de (1) et fixé schématiquement par (19). Le corps tournant est constitué essentiellement d'une fixation (19), d'un cylindre de tôle (14) et de deux disques (3) constituant un ensemble rigide contenant les aubes (4) et (7) fixées sur ces disques (3). On peut constater que l'orientation de ,1s ces aubes peut être décalée par rapport au centre de rotation et leur angle idéal d'inclinaison ainsi que leurs tailles seront déterminés en soufflerie. Ces aubes, faites de préférence de tôle ondulée seront fixées par l'intermédiaire de cornières sur (3). La raison de l'inclinaison de ces aubes est d'orienter le flux du vent afin d'obtenir le rendement maximum. (Quelques flèches montrent les courants du 2. Ci vent). Le système impose la présence de supports (5) et (6) pour l'ensemble du coffre et également de deux collecteurs d'électricité (8) giratoires symbolisés par l'apport de courant électrique par un charbon (10) et anneaux circulaires (9). Le courant électrique de faible voltage peut être fourni par l'intermédiaire d'un 25 boîtier de commande (15) dans la partie inférieure et ressortir au sommet de l'arbre creux pour son emploi. La quantité de câbles est fonction des besoins du système. Un anémomètre ou un compteur de vitesse (Il) situé sur le collecteur supérieur permet de commander le système de fermeture en forme automatique si nécessaire. 30 Un ensemble mobile rigide et solidaire composé d'un entonnoir principal (40), d'un entonnoir secondaire (41), d'un volet équilibreur (32), d'un volet déflecteur (43), d'un gouvernail (33), d'une tôle en arc de cercle (42) et d'une tôle en arc de cercle (44) est maintenu tournant autour de l'arbre (1) par des tirants ou tous autres accessoires fixés sur les supports (5) et (6) et solidement 3S maintenu au sol pour éviter son arrachement par au moins un rail circulaire (21), (22). L'entonnoir (40) est destiné à augmenter l'arrivée d'air par la surface de son entrée qui est augmentée par ses côtés et sa partie supérieure aux bords inclinés vers l'extérieur et vers le haut. La partie inférieure de cet entonnoir entre 4 t2légèrement à l'intérieur du cylindre à aubes pour réduire les pertes d'air. La partie arrière de l'entonnoir dont les dimensions sont prévues pour alimenter la roue à aubes se prolonge jusqu'au cylindre à aubes, la partie supérieure étant légèrement engagée à l'intérieur de celui-ci, comme la partie inférieure. Cela implique que les aubes (41 doivent être légèrement éloignées du bord pour ne pas 45toucher l'extrémité de l'entonnoir. (Voir PL3, fig. (4)). Un entonnoir secondaire (41) situé sur le côté de (40) apporte un supplément d'air orienté de façon latérale par rapport au flux d'air apporté par (40) favorisant l'entrée d'air dans le sens désiré pour la rotation de (1). Il peut également avoir ses bords d'entrée agrandis par des formes inclinées comme (40). Un volet déflecteur (43) est installé à l'extrémité de la tôle enveloppante (42) pour créer une déviation du vent, facilitant ainsi l'évacuation de l'air sortant 6' du moulin. La tôle (42) enveloppe légèrement (3) pour limiter les pertes d'air : (PL3 fig. 5). Un volet à superficie variable (32) due à sa construction faite de deux tôles coulissant l'une sur l'autre permet de contrebalancer l'effet de rotation que pourraient provoquer l'entonnoir et le volet déflecteur (43). Lors du montage de 40 l'éolienne on installe (32) et on le fixe après avoir constaté un équilibre entre les forces exercées par (40), (43) et (32). On pose alors le gouvernail. La tôle de protection (44) dont le rôle essentiel est de servir de pare vent, est éloignée du cylindre tournant pour faciliter l'évacuation d'éventuels retours d'air des entonnoirs. AS- Un gouvernail (33) maintient l'ensemble de façon à ce que le vent pénètre perpendiculairement à l'entrée de l'entonnoir. Tout cet ensemble est consolidé par tous les moyens mécaniques nécessaires éviter toute rupture. Le positionnement par rapport au sol s'obtient par des supports (26) e U symboliquement représentés parQ-I , solidement fixés à tous les endroits nécessaires et solidaires de roues (25) qui se déplacent à l'intérieur de profilés (21) et (22) en forme de � U � couché cintré et disposés concentriquement à (1) solidement ancrés à la dalle (16). Si la dalle le permet, les boulons passeront à travers la dalle au lieu d'être scellés. Il est à rappeler que chacun de ces boulons CSûpeut résister à plusieurs tonnes de traction si nécessaire. Sur la fig.3 PL3 est schématisée en exemple la fixation du gouvernail (33) sur l'ensemble par l'intermédiaire de tirants (45), eux-mêmes solidaires de (6) ou (5), de montants (47) sur lesquels sont fixés des supports (26), d'où des roues (25) circulant dans (21) et (22). 30 Une autre particularité de ce système est de comporter à l'arrière de l'entonnoir une ouverture signalée par des � x � permettant le passage d'un ensemble de fermeture de l'entrée d'air. Cet ensemble est composé d'une barre cylindrique (27), et d'au moins deux barres pouvant être cylindriques ou carrées (28) à (31). Ces barres sont solidaires d'un support (34), lui-même solidaire de l'ensemble mobile. Cet ensemble de fermeture sert de guide à un rideau composé d'une tôle (50) guidée et soutenue par des bagues (60), (61) et coussinets (51), (52). Sur la fig. 2 du PL3 les supports (60) et (61) guident le déplacement vertical du rideau (50) par des bagues cylindriques coulissant sur (27). Sur ces 4a supports sont fixées des butées (62) qui servent de fin de course au rideau en entrant en contact avec le contacteur : interrupteur (63). Ce contacteur agit sur le moteur (35) pour limiter la course du rideau. Sur la fig.l du PL3 les ouvertures des supports (51) et (52) du rideau (50) peuvent avoir une forme rectangulaire, n'ayant d'utilité que dans le sens perpendiculaire à celui-ci, et le frottement 4,S1atéral pouvant gêner le mouvement de l'ensemble. Pour cette raison les barres (28) et (29) peuvent être carrées. De même pour les barres (30) et (31) qui ne servent que de maintien au rideau pour éviter toute torsion de celui-ci. Sur les barres (28) et (29), les supports (52) sont solidaires de la courroie dentée (54) par -3 les fixations (53). Un moteur (35) entraîne par un système de réduction de vitesse, une poulie (55) solidaire d'un arbre (57) qui fait tourner les poulies crantées (56) qui entraînent les courroies dentées (54) et les poulies (65). Le moteur (35) est alimenté en courrant électrique par les fils venant des collecteurs (8). Il actionne la descente ou la montée du rideau (50) et est commandé par un interrupteur manuel (15) pour l'arrêt de l'éolienne. Sa descente ou montée partielle (dépendante de la vitesse de rotation de (1) ou de la vitesse du vent), ou totale automatique est régulée par l'anémomètre (11) ou tout autre dispositif A() approprié. REVENDICATIONS1) Eolienne caractérisée en ce qu'elle est composée d'un ensemble de pales (4) et (7), ou aubes inclinées fixées entre deux disques de tôle (3) solidaires 5- de l'arbre (1) de l'éolienne et dont le vent qui provoque sa rotation est augmenté et dirigé par l'action de deux entonnoirs (40) et (41) et d'une tôle cintrée (42). Un volet (43) sert à dévier le flux du vent et à faciliter la sortie de l'air expulsé par le mécanisme. Un volet réglable (35) sert à contrebalancer l'effet giratoire provoqué par l'entonnoir (40) et le volet (43). Une tôle (44) sert de pare vent. ,/O L'arrêt ou la régulation de la vitesse de l'éolienne étant faits par l'action d'un rideau (50) fermant le passage de l'air par l'action d'un moteur (35). L'ensemble est maintenu au sol contre les vents forts par des roues (25) circulant dans des rails (21), (22) circulaires et concentriques à l'arbre principal (1). 2) Selon la revendication 1), l'entraînement de l'arbre principal de -L5-l'éolienne (1) se fait par deux tôles solidaires (3) de cet arbre entre lesquelles sont fixées les aubes (4) et (7) qui reçoivent la force du vent. Ces aubes sont orientées PL 1 de façon à être le plus efficaces possible par essai en soufflerie, des variations pouvant intervenir suivant la taille de l'éolienne. Elles sont légèrement en retrait par rapport aux bords extérieurs des tôles (3) pour 2 0 permettre l'engagement de l'entonnoir. 3) Selon la revendication 1), un entonnoir (40) concentre l'arrivée d'air grâce à sa forme évasée, dirigeant l'air dans le sens du vent. Une tôle cintrée (42) maintient l'air à l'intérieur de (3). La partie arrière des entonnoirs apportant l'air jusqu'aux pales pénètre légèrement à l'intérieur des disques (3) pour limiter les 2 pertes d'air et une tôle cintrée (44) sert de pare vent. Elle est éloignée de la roue (3) pour faciliter les éventuels retours d'air. 4) Selon la revendication 1) un entonnoir secondaire (41) apporte un complément d'air, mais dirigé de façon oblique, contrariant les retours d'air et favorisant l'accumulation d'air moteur vers l'extérieur des pales. Cet entonnoir 3o peut également avoir une forme évasée tant vers l'extérieur que vers le haut. 5) Selon la revendication 1), une ouverture marquée par des � x � pratiquée dans la partie arrière des entonnoirs abrite le logement d'un ensemble de fermeture d'entrée d'air grâce à un rideau (50) qui se déplace sur au moins trois colonnes (27), (28) et (29) dont le nombre peut être augmenté suivant la taille de ;3S l'éolienne : colonnes (30) et (31) sur le croquis joint. 6) Selon la revendication 1) un moteur (35) entraîne la descente ou la montée d'un rideau (50) par l'intermédiaire d'un système réducteur agissant sur la roue (55) qui entraîne un arbre (57) sur lequel sont fixées deux poulies dentées (56). Deux courroies crantées (54) entraînées par (56), soutenues par des poulies 4 i (65), fixées sur les patins (52) entraînent le rideau (50) dans sa descente ou sa montée. Les colonnes (28) et (29) servant de guides aux patins (51) et (52) peuvent être cylindriques ou carrées pour augmenter la surface de contact des coussinets des patins (51) et (52), ces coussinets n'ayant d'action que contre le sens du vent et n'ayant pas de fonction latérale. Une colonne cylindrique (27) servant de guide aux patins bagués (61) et (62) assure la position latérale du rideau (50).Sur les patins (61) et (62) sont fixés des butées (62) qui limitent la course du rideau de fermeture en agissant sur l'interrupteur (63). 7) Selon la revendication 1) un volet (43) est positionné à la sortie d'air du mécanisme pour dévier l'action du vent vers l'extérieur du système et faciliter lasortie d'air de celui-ci. Une tôle cintrée enveloppe légèrement le rotor : (PL3 fig.5) pour maintenir l'air sur les aubes. 8) Selon la revendication 1), un volet réglable (32) sert à contrebalancer l'effet giratoire provoqué par l'entonnoir (40) et le déflecteur (43). 9) Selon la revendication 1), un système est prévu pour maintenir l'ensemble mobile au sol en prévision de vents forts, l'ensemble mobile étant composé des entonnoirs (40) et (41), des volets (32) et (43), du gouvernail (33), des supports (5) et (6) et de tous les systèmes de fixation de ces éléments entre eux. Le système est composé d'au moins un rail en forme de � U � couché (22), ./0 (21) circulaire et concentrique avec l'arbre (1) et solidement fixé au sol par des brides (23) et des boulons (24) scellés au sol ou si possible traversant la dalle (16). Ce rail permet la circulation de roues (25) qui se solidarisent de l'ensemble mobile par l'intermédiaire de supports (26) en tous points jugés utiles pour un maximum de sécurité. Une image des possibilités de placement de ces supports 7 (25) (26) est donnée par des symboles O#figurant sur le PL2. Tous les cadres, tirants et autres renforts consolidant le système ne figurent pas sur le croquis car relevant de la mécanique ordinaire.