Brevet FR2979675A1 — publié le 20130308

La présente invention concerne un dispositif de type panémone à canalisations formant tube de venturi orientées face au vent moyen à fort par des gouvernes et des volutes carénant la turbine à deux roues héliocentripètes pour recueillir l'énergie cinétique du vent à vitesse circonférencielle par les bords d'attaque des aubes à profil évolutif nautile. Par volonté d'économie d'énergie, de réduction de gaz à effet de serre et de contribution à la production autonome d'électricité, le vent étant disponible pour tous, cet élément naturel est capté, accéléré et détendu pour actionner une turbine à écoulement circonvolutif montée sur un axe horizontal et perpendiculaire au sens du vent. Son profil aérodynamique ou aéronautique assure un rendement trois fois supérieur au 10 rendement des hélices sans les nuisances et évite l'autodestruction en cas de tempêtes par la mise en turbine libre pour protéger l'équipement électrique et le système de régulation. La construction des éléments mobiles constituants cet aérogénérateur est en matériaux légers (Duralumin - titane - composite) pour une bonne maniabilité d'orientation par les gouvernes autour d'un ou deux axes de liberté. 15 Afin de remédier aux phénomènes de résonance dus aux diverses vibrations pouvant créer des harmoniques nuisibles à la cellule, à la mécanique et à l'environnement ; tous les axes d'articulation et de rotation sont pourvus de silentblocs amortisseurs. Ce dispositif éolien est souhaitable pour les vents réguliers de vitesse supérieure à 25 kilomètres/heure soufflant à une hauteur minimum de 12 mètres sans obstacle pour éviter le 20 masquage aérodynamique du à l'effet de sol (construction - végétation - forte dénivellation). Un support par pylône, poteau cylindrique haubané ou non, tripode ou quadripode en acier anticorrosion permet son élévation. Afin de préserver l'harmonie des formes et protéger l'environnement, le design impose un encombrement tridimensionnel de l'ensemble relatif à la puissance désirée par l'utilisateur, la 25 hauteur du support élévateur, du pylône technique et le gabarit doivent rester directement proportionnels. Un premier brevet français fut déposé par moi-même sous le numéro 8514164 du 23 septembre 1985 décrivant cette invention d'aérocapteur dynamique et statique éolien abandonné en septembre 1997 pour cause de désintérêt commercial trop futuriste, un dépôt de 30 marque effectué sous le numéro 93/46 du 19 novembre 1993 non reconduit en 2003 et un dépôt de dessins et modèles sous le numéro 981426 du 04 mars 1998. Ainsi ces rectifications dans ce brevet modifient l'écoulement de l'air par un carénage d'attaque et de fuite adapté (4, 14) autour des coudes de détente (10) fixés latéralement sur la canalisation rectangulaire convergente (3) pour rassembler les filets d'air ayant contournés la 35 cellule à moindre turbulences. Un tube pitot (1) fixé à l'avant d'une traverse horizontale dans l'entrée de la canalisation rectangulaire convergente (3) informe le régulateur de tension sur la vitesse du vent afin de limiter la charge des accumulateurs en cas de forte demande d'énergie et permettre la disjonction pour la mise en turbine libre. 40 Les paliers d'arbre (24) des roues de la turbine sont à rapprocher pour leur fixation de chaque côté de la cloison du distributeur (5). Un pylône technique tronconique (17) avec ou sans fourche (18) est ajouté pour supporter l'aérogénérateur et les divers équipements électriques. Une plate-forme avec passerelle à main courante (19) assemble le pylône technique avec les 45 pieds d'élévation (22) construits en treillis. Les roues de turbine comportent un ou deux types d'aubes (6, 8) à courbure évolutive selon leurs nombres sur le pourtour du cercle afin de recueillir sans trop de traînées le maximum d'énergie cinétique du vent, formant une cage d'écureuil avec un cône (23) pour dévier le passage de l'air et loger les paliers (24) des roues montées sur silentblocs. 5 L'alternateur asynchrone multipolaire (7) est situé entre les paliers (24) de l'arbre commun des roues ou un renvoi d'angle avec sa transmission par le pivot à boisseau d'assemblage (16) avec ou sans collecteur. Un automate de régulation de charge des accumulateurs et un onduleur avec ou sans transformateur complètent l'équipement électrique pour la production personnelle ou la vente au réseau national. Cette présente invention peut offrir quelques autres avantages à la lecture du fonctionnement et des figures jointes données à titre illustratif mais non limitatif : Fig. 1 vue en perspective (2 modèles) Fig. 2 coupe AA pour dispositif de relief Fig. 3 coupe BB pour dispositif de relief Fig. 4 coupe CC pour dispositif de relief Fig. 5 coupe AA pour dispositif de plaine Fig. 6 coupe BB pour dispositif de plaine Fig. 7 coupe CC pour dispositif de plaine Fig. 8 vue de face de la roue turbine gauche Fig. 9 coupe AA de la roue turbine gauche Par vent faible ou inférieur à 25 kilomètres/heure, la turbine peut être à rotation libre, aucune production d'énergie étant prévue, l'orientation est toujours maintenue par l'effet girouette sur les gouvernes (12, 13) au moindre souffle du vent, des galets métalliques fixés sur un croisillon (20) situé entre les chemins de roulement des plateaux supportent et articulent la cellule mobile toujours face au vent. La vitesse du vent augmentant, un tube pitot (1) placé devant l'entrée sur une traverse horizontale informe l'automate de régulation de tension pour commander la conjonction du circuit de charge des batteries d'accumulation selon le besoin en énergie et la force du vent. En fonction de la section, l'entrée d'un volume d'air dans la canalisation rectangulaire convergente (3) est accélérée et guidée vers le distributeur (5) placé au sommet des roues de la turbine puis le courant d'air franchit le seuil ou col du venturi à l'entrée des deux volutes cloisonnées (9) carénant les deux roues puis pénètre à vitesse circonférencielle en circonvolution entre les aubes à courbure évolutive potir céder son énergie cinétique par rotation héliocentripète, formant un vortex de détente dans les coudes (10) latéraux circulaires tournés à 90° vers l'arrière, puis s'échappe en dépression dans les canalisations cylindrorectangulaires divergentes (11) à sections supérieures à l'entrée pour rejoindre le vent extérieur ayant contourné la cellule de l'aérogénérateur. Des cadres rectangulaires (2) de captage et d'échappement peuvent corriger les sections pour améliorer la dépression. L'alternateur (7) sans multiplicateur peut être commuté pour produire l'électricité ou la pompe à pistons à double effets est embrayée mécaniquement pour puiser l'eau d'un puits. -3 Ce nouveau concept d'aérogénérateur utilise le nombre d'or pour la recherche des meilleures performances sous toutes latitudes et être en harmonie avec l'environnement, il s'adapte à la plaine et aux divers reliefs avec pente montante ou descendante inférieure à 20 % par l'axe (21). De nombreux sites terrestres ou maritimes peuvent être équipés pour satisfaire les besoins expansifs de l'humanité quand beaucoup de personnes dans le monde ne possèdent pas l'usage de la "fée électricité" pour diverses activités et loisirs ainsi que notre santé. Certaines îles et continents en voie de développement sont à pourvoir avant que l'on épuise notre richesse fossilisée pour notre confort sans contre-partie pour la remplacer dans l'avenir. Il est bien entendu que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui constitue un exemple auquel de nombreuses modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte de la présente invention. REVENDICATIONS1) Dispositif mécanique de captage de l'énergie éolienne par un ensemble de canalisations à tube de venturi constitué d'une turbine à deux roues héliocentripètes en forme de cage d'écureuil, tournant sur un axe commun horizontal et perpendiculaire au sens du vent, elles sont munies d'aubes principales et intermédiaires carénées par des volutes séparées et des canalisations divergentes coudées vers l'arrière pour supporter les gouvernes d'orientation et de site pour l'effet girouette autour d'un ou deux axes de liberté munis de silentblocs sur les paliers. Ce dispositif fait référence à la mécanique des fluides pour la forme aérodynamique ou aéronautique très recherchée pour favoriser une meilleure puissance sans les nuisances des éoliennes dans la production d'électricité par alternateur ou le pompage d'eau potable ou d'irrigation. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisée parce qu'une canalisation rectangulaire convergente formant plan incliné, capte, accélère et guide le vent vers un distributeur vertical au sommet de la turbine, une traverse horizontale supporte à l'entrée un tube pitot pour recueillir la vitesse du vent nécessaire à l'information de l'automate de régulation de tension de charge des accumulateurs. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisée parce qu'une cloison derrière le distributeur sépare les volutes et supporte les paliers d'arbre commun de la turbine pour loger un alternateur asynchrone multipolaire ou un renvoi d'angle avec le boisseau d'orientation pour la transmission de l'énergie soit électrique ou mécanique. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisée parce que deux volutes séparées carènent les roues de la turbine pour répartir les courants d'air accélérés à vitesse circonférencielle en circonvolution à travers les aubes. 5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisée parce que la turbine comporte deux roues héliocentripètes formant une cage d'écureuil séparées portant différemment un ou deux modèles d'aubes à réduction de traînée à courbure évolutive type nautile. Elles sont munies de moyeu conique faisant saillie interne pour loger les paliers de l'arbre des roues fixés sur la cloison séparatrice et pour dévier latéralement l'air tourbillonnant vers les coudes de détente. 6) Dispositif selon la revendication 1-5 caractérisée parce que deux coudes de détente sont cylindriques pour diriger les vortex à 90° vers l'arrière et pour un modèle de relief, ils supportent l'axe d'articulation en site pour guider la cellule vers un vent montant ou descendant une pente inférieure à 20 %. Un croisillon redresseur d'écoulement peut être adapté pour atténuer l'effet vortex en sortie des roues. 7) Dispositif selon la revendication 1-6 caractérisée parce que deux canalisations à section circulaire à la sortie des coudes de détente et rectangulaire à la sortie du dispositif stabilisent les turbulences pour assurer une meilleure dépression avec le vent extérieur ayant contourné la cellule. Elles supportent les diverses gouvernes à effet girouette. 8) Dispositif selon la revendication 1-7 caractérisée parce que les gouvernes d'orientation multidirectionnelles sont fixées en chevron dépassant sur l'arrière de chaque côté des canalisations rectangulaires divergentes pour le guidage en azimut ou en site et azimut selon le modèle. Les gouvernes verticales de dessus sont plus longues que celles du dessous (type queue de requin). 9) Dispositif selon la revendication 1 caractérisée parce qu'un pylône technique tronconique circulaire ou à facette avec ou sans sa fourche support à la partie supérieure, permet l'orientation par des galets métalliques fixes sur un croisillon entre deux plateaux de roulement et abrite sur une plate-forme d'assemblage des pieds formant une passerelle à main courante, un équipement électrique constitué d'un boîtier de régulation, des accumulateurs, un onduleur et si besoin un transformateur. 10) Dispositif selon la revendication 1-9 caractérisées parce qu'un support élévateur en acier anticorrosion est adaptable selon le gabarit de l'aérogénérateur pour rester en harmonie visuelle avec l'environnement, la conception souhaitée peut être un pylône cylindrique ou poteau haubané ou non pour les faibles puissances et un tripode ou quadripode de type treillis ou autre en fonction de la hauteur de captage et la force du vent pour les grosses puissances.