Brevet FR3040081A1 — publié le 20170217

La production d'électricité à partir de la force du vent est obtenue traditionnellement grâce à des éoliennes, mais celles-ci sont très encombrantes, non fixables sur des systèmes mobiles, et dotées d'un rendement limité (limite de Betz). Le dispositif "Aéro alternateur" selon l'invention est un système de conversion mécano-électrique permettant de remédier à ces inconvénients. Partie mécanique du dispositif Le flux d'air incident va être traité dans un milieu fermé se rapprochant davantage d'une turbine à air que d'une éolienne fournissant ainsi un meilleur rendement non limité par la limite de Betz (propre aux éoliennes en milieu ouvert). Ce dispositif va ainsi servir de guide et de collecteur d'air dans le but de transformer son énergie en électricité avant son évacuation. Les dessins annexés illustrent l'invention : - La figure 1 représente en vue de face, le dispositif de l'invention. - La figure 2 représente en vue iso, le dispositif de l'invention. - La figure 3 représente en vue de gauche, le dispositif de l'invention. - La figure 4 représente en vue de droite, le dispositif de l'invention. - La figure 6 représente en vue en coupe (a-a), le dispositif de l'invention. - La figure 7 représente en vue en coupe (b-b), le dispositif de l'invention. - La figure 8 représente en vue en coupe (c-c), le dispositif de l'invention. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un cône (1) creux permettant de réduire le poids de l'invention. Le cône d'entrée (1) est fixé dans le carter (2) grâce à des vis. Le cône d'entrée (1) permet d'orienter le flux d'air incident vers l'entrée du distributeur (3) et de limiter les pertes de l'impact du flux d'air. Le cône (1) est usiné pour recevoir un roulement à bille pour guider l'arbre moteur (11) en rotation. Le distributeur (3) est fixe et est fixé dans le carter (2) grâce à des vis. Le distributeur (3) possède des aubes inclinées de 45° (visibles sur la vue de droite) qui permettent d'orienter le flux d'air. Le distributeur (3) possède une diminution de sa surface de sortie par rapport 3040081 2 à sa surface d'entrée, ce qui permet d'augmenter la vitesse du flux d'air (visible sur la vue en coupe (a-a). La roue mobile (4) est en liaison complète avec l'arbre moteur (11) grâce à des cannelures. 5 La roue mobile (4) possède des aubes inclinées de 45° dans le sens opposé à celles du distributeur (3), de manière à ce que le flux d'air percute la roue mobile (4) sous un angle de 90 ° ce qui permet à la roue mobile de récupérer un maximum d'énergie du flux d'air. Le fluide transmet ainsi une puissance maximale à l'arbre moteur (11). 10 La roue mobile (4) possède une poche anti-reflux afin d'éviter le reflux de l'air dans le distributeur (3). L'aspirateur extérieur (5) est en contact avec le distributeur (3) et est fixé au carter (2) par des vis. L'aspirateur intérieur (6) est en contact avec la roue mobile (4) et est fixé par 15 des vis au support alternateur (7). Le support alternateur (7) est fixé par des vis à l'aspirateur extérieur (5). Le bouchon (8) est fixé par des vis au support alternateur (7). Le flux d'air transite ainsi entre l'aspirateur extérieur (5) et l'aspirateur intérieur (6), puis traverse le support alternateur (7), (visible sur la vue en coupe a-a 20 et la vue de gauche) où il est évacué. L'aspirateur intérieur (6) est usiné pour recevoir un roulement à bille afin de guider en rotation l'arbre moteur (11). L'arbre moteur (11) entraîne l'engrenage (10) au tour de son axe de rotation, la liaison complète est effectuée par clavette, vis et rondelle. 25 L'engrenage (10) possède un nombre de dents de 38 et un module de 2. Les 4 alternateurs* (9) sont identiques et permettent de produire un courant électrique alternatif. Les 4 alternateurs* possèdent un rotor denté dont le module est de 2 et dont le nombre de dents est de 13. 30 Les rotors dentés des 4 alternateurs* (9) tournent 3 fois plus vite que l'engrenage (10). Les 4 alternateurs* (9) sont usinés pour être fixés par des vis dans le support alternateur (7). Les 4 alternateurs* (9) sont synchronisés sur l'un d'entre eux afin de produire 35 respectivement un courant électrique de même phase. 3040081 3 L'espace entre le bouchon (8) et le support alternateur (7) définit l'encombrement électronique du dispositif. Partie électrique du dispositif 5 Les 4 courants alternatifs* ainsi produits seront redressés, filtrés et additionnés grâce à un module électronique (Lois de Kirchhoff) pour délivrer le courant résultant. Ensuite le module électronique s'adaptera à l'utilisation désirée du courant 10 résultant ainsi produit (batterie, onduleur). Dans le module électronique de notre dispositif on pourra donc : - soit incorporer un hacheur pour réguler la tension et alimenter une batterie de 24V (par exemple). - soit inclure un onduleur pour reconvertir le courant continu en 15 courant alternatif. L'emploi de plusieurs alternateurs* (9) aura pour avantage primordial d'assurer une production continue de courant même en cas de dysfonctionnement partiel ou total d'un des alternateurs* (9) (panne). *Le nombre d'alternateurs pourra fluctuer en fonction de la taille et des 20 objectifs du dispositif. Utilisation du dispositif Le dispositif très compact, peut équiper des systèmes fixes ou mobiles. 25 Cas des systèmes mobiles : L'avantage est que les flux d'air traversant le dispositif sont amplifiés proportionnellement à la vitesse de déplacement de ces systèmes pour une plus grande production de courant. Dans le cas des systèmes fixes : 30 - Système fixe extérieur (habitation, immeuble, ...) : Le dispositif équipant ce type de système produira du courant uniquement en fonction de la vitesse du vent (en extérieur) dont on pourra suivre la direction au moyen d'un socle mobile et optimiser ainsi le rendement. - Système fixe intérieur (canalisation d'air, tunnel,...) : Le dispositif associé à 35 ce type de système produira un courant proportionnel à l'air pulsé. REVENDICATIONS1) Dispositif fixe ou mobile de production de courant électrique à partir de la vitesse d'un flux d'air caractérisé en ce qu'il comporte une partie mécanique chargée de collecter et de traiter un flux d'air, transmettre son énergie afin de faire tourner un ou plusieurs alternateurs (9) puis d'évacuer le flux d'air et une partie électrique contenant un module électronique chargé d'optimiser le courant produit. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une partie mécanique composée d'un cône d'entrée (1), d'un distributeur (3), d'une roue mobile (4), d'un arbre moteur (11), d'un engrenage (10), d'un ou plusieurs alternateurs (9), d'un aspirateur intérieur (6), d'un aspirateur extérieur (5) et d'un support alternateur (7). 3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le cône d'entrée (1) permet de collecter l'air de manière à limiter les pertes d'impact du flux d'air. 4) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le distributeur (3) oriente le flux d'air grâce à ses aubes inclinées à 45°. 5) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le distributeur traite le flux d'air en augmentant sa vitesse grâce à une diminution de la surface de sortie par rapport à la surface d'entrée. 6) Dispositif selon les revendications 4 et 5 caractérisé en ce que la roue mobile (4) est dotée d'aubes inclinées à 45° dans le sens opposé à celle du distributeur (3) pour récupérer un maximum d'énergie du flux d'air. 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la roue mobile (4) comporte une poche anti reflux permettant d'éviter un reflux d'air dans le distributeur (3). 8) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'arbre moteur (11) et l'engrenage (10) sont chargés de transmettre l'énergie récupérée au niveau de la roue mobile (4). 9) Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce que l'arbre moteur (11) est en liaison complète avec la roue mobile (4) grâce à des cannelures pour transmettre l'énergie depuis la roue mobile (4) à l'arbre moteur (11). 10) Dispositif selon la revendication 9 caractérisé en ce que l'engrenage (10) est en liaison complète avec l'arbre moteur (11) grâce à une clavette, une vis et une rondelle pour transmettre l'énergie depuis l'arbre moteur (11) à l'engrenage (10) 3040081 5 11) Dispositif selon la revendication 10 caractérisé en ce qu'un ou plusieurs alternateurs (9) sont munis de rotors dentés entrainés en rotation par l'engrenage (10) qui ont une vitesse de rotation 3 fois plus rapide que celle de l'engrenage (10). 5 12) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les aspirateurs extérieur (5) et intérieur (6) et le support alternateur (7) sont chargés de la transition et de l'évacuation du flux d'air. 13) Dispositif selon la revendication 11 caractérisé en ce que le ou les alternateurs (9) sont synchronisés sur l'un d'entre eux, afin de produire 10 respectivement un ou plusieurs courants électriques de même phase. 14) Dispositif selon la revendication 13 caractérisé en ce que le module électronique est chargé de redresser, filtrer et additionner les courants alternatifs produits par le ou les alternateurs (9) pour délivrer le courant résultant. 15) Dispositif selon la revendication 14 caractérisé en ce que le module 15 électronique s'adapte à l'utilisation désirée du courant résultant.