BE1007505A7 - Dispositif destine aux eoliennes comportant des turbines a axe vertical, permettant d'en augmenter les performances. - Google Patents

Abstract

Dans le titre et la présente description, l'on entend par ''eolienne'', une machine à moteur éeolien (mû par le vent). Les figures représentent une turbine d'éolienne à axe vertical classique (1), tournant dans un plan horizontal dans la direction indiquée par la flèche (2) grâce à la poussée du vent, indiquée par le groupe de trois flèches (3). L'invention est caractérisée par le dispositif qui comprend un écran (4), composé d'un matériau bloquant le vent. L'écran (4) est tenu en place par une armature (5) reliant l'écran au point de rotation (6). Ce point de rotation (6) est libre de l'arbre de sortie (10), délivrant la puissance utilisable de l'éolienne et de l'arbre fixe (11). Le vent ne peut s'engouffrer que dans la partie dite ''active'' (9a), suivant la position de l'écran par rapport à la direction du vent. Les figures montrent également un exemple de système d'orientation classique (ne faisant donc pas l'objet de l'invention), qui consiste en une aile (8) placée verticalement se maintenant dans le flux du vent. Elle orientera l'écran du dispositif (4) au vent, de la manière souhaitée.

Description

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  Description. 



  DISPOSITIF DESTINÉ AUX ÉOLIENNES COMPORTANT DES TURBINES À AXE VERTICAL, PERMETTANT D'EN AUGMENTER LES PERFORMANCES. 



   Domaine technique Dans le titre et la description, l'on entend   par "éolienne" :   une machine à moteur éolien (mû par le vent). La présente invention concerne le domaine dit des"Sources d'energie Alternatives"et plus précisément l'énergie éolienne. 



   Technique antérieure La classique éolienne à axe vertical comporte une turbine tournant dans un plan horizontal. 



  Cette turbine comporte en général deux joues horizontales, entre lesquelles sont réparties verticalement des aubes de façon équilibrée. Cet ensemble formant ledit "moteur éolien". Ces aubes sont mises en rotation par la poussée du vent ; toutefois, le défaut de ce type d'éoliennes est le fait que les dos des aubes revenant vers (contre) le vent sont également exposées au vent. Ce type d'éolienne est appelé"Panémone" (du Grec, tous les vents), de par l'absence de système d'orientation. 



  Le défaut décrit au paragraphe précédent réduit le rendement de l'éolienne à cause du freinage occasionné par le dos des aubes exposées inutilement à la poussée du vent. De plus, la turbine peut s'emballer et dépasser la vitesse maximale de sécurité en cas de vent trop violent. De même, aucune régulation de vitesse fiable n'est possible par un procédé mécanique efficace. 



  L'arrêt complet ne peut être obtenu que par un système de freinage mécanique. 



   Exposé de l'invention L'invention est caractérisée par un dispositif qui augmente la puissance restituée par une éolienne à axe vertical. Accessoirement, le même dispositif permet de réguler la vitesse et/ou la puissance de la turbine, de limiter la vitesse à une limite maximale établie (pour des raisons de sécurité par exemple), voire de provoquer l'arrêt complet de la turbine. 



  L'invention, telle qu'elle est caractérisée dans les revendications, supprime d'une part l'effet de freinage néfaste de la turbine, en installant un système d'orientation, améliorant l'exposition au vent de façon optimale. Il permet également de réguler vitesse et puissance en cachant plus ou moins la partie active de la turbine. Il permet par conséquent aussi de limiter la vitesse de rotation de la turbine (pour des raisons de sécurité par exemple), voire cacher complètement la turbine pour obtenir son arrêt complet. 



  L'avantage obtenu par l'invention résulte en une amélioration des performances en matière de puissance délivrée par la turbine d'éolienne, par rapport à la vitesse du vent et d'un plus grand confort d'utilisation par ses possibilités de régulation, limitation et mise hors service de la turbine. 

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   Description sommaire du dessin L'invention est exposée ci-après en détail à l'aide de trois figures représentant une turbine équipée du dispositif. Ce dessin représente le principe de l'invention. Le système provoquant l'orientation du dispositif peut être de diverses natures, comme décrit plus loin dans les revendications. Le système d'orientation ne fait pas partie de l'invention, vu qu'il fait partie de l'état actuel de la technique. La figure 2 représente une turbine à axe vertical vue en plan, équipée du dispositif inventé. La figure 1 représente le côté (vue de profil, renversée) caché par l'écran, la figure 3 représente le côté (vue de profil, debout) exposé au vent.

   Les figures représentent une turbine classique (1), tournant dans un plan horizontal dans la direction indiquée par la flèche (2) grâce à la poussée du vent, indiquée par les flèches (3). L'invention est caractérisée par le dispositif qui comprend l'écran (4), composé d'un matériau arrêtant le vent, comme une tôle pleine par exemple. L'écran (4) est tenu en place par une armature (5), reliant l'écran au point de rotation (6). Ce point de rotation (6) est libre de l'arbre de sortie (10) délivrant la puissance utilisable de l'éolienne. L'écran (4) peut ainsi tourner librement autour de son axe, tout autour de la turbine. 



  L'arbre de sortie (10), ainsi que le point de rotation (6) tournent librement et indépendamment autour de l'arbre fixe (11). 



   Manière de réaliser l'invention Les figures montrent un exemple de système d'orientation classique (ne faisant pas l'objet de l'invention), représentant les modes"augmentation du   rendement"et"limitation   de vitesse". 



  Ce système consiste en une queue (7) munie d'une aile principale (8) placée verticalement au bout de ladite queue. Cette aile, en se maintenant dans le flux du vent, orientera l'écran du dispositif (4) correctement au vent. Une deuxième aile de surface inférieure (12), disposée dans un angle à déterminer par rapport à l'aile principale, limitera la vitesse en cas de vent trop violent, en opérant l'obturation partielle de la partie active (9a). La limitation de vitesse (sécurité), s'opère par l'aile secondaire (12), qui force l'écran à obturer partiellement la zone active (9a) à mesure que la poussée du vent augmente. 



  En résumé, les modes de fonctionnement sont : a) Mode d'augmentation de rendement : L'écran sera placé de manière à couvrir du vent, la zone dans laquelle les aubes tournent contre le vent (9b), laissant libre la zone active (9a). b)   Mode "régulation" et "limitation   de   vitesse/puissance" :   L'écran sera placé de manière à couvrir plus ou moins partiellement la zone active (9a). c) Mode d'arrêt total de rotation : L'écran sera placé de manière à couvrir totalement la zone active (9a) et la zone de retour des aubes (9b). 

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   Possibilités d'application industrielle Une éolienne équipée du dispositif inventé, peut être appliquée dans divers domaines, où la puissance à délivrer est limitée. En effet l'éolienne de type à turbine horizontale a une plus petite surface d'exposition au vent que les types à hélice verticale. 



  Les avantages de ce type de moteur éolien sont d'abord sa compacité, par laquelle il est possible de l'installer sur le toit d'un bâtiment ou d'un véhicule terrestre ou marin. L'effet gyroscopique généré par ce moteur éolien ne gêne pas le fonctionnement, par opposition aux éoliennes à axe horizontal, où cet effet peut gêner l'orientation. 



  Le dispositif inventé permet en outre de réguler vitesse et puissance, ce qui constitue un confort d'une part et une sécurité d'autre part. De plus, ce type d'éolienne est facile à installer et à fabriquer. 



  Le type d'éolienne à axe vertical est moins dangereux en fonctionnement, de par l'absence de pales d'hélice apparentes et peut par conséquent être installé à faible hauteur. 



  Dans les exemples d'application on peut citer : - Générateurs électriques pour : - les applications domestiques (isolées du réseau conventionnel de distribution par exemple) ; - les applications professionnelles à usage temporaire ou limité en puissance (endroits isolés par exemple) ; - signalisation routière ; - stations et postes de mesure ; - stations de traitement, (ré) émetteurs par exemple ; - Commande de pompes électriques ou mécaniques ; - Commande de mouvements mécaniques en général.

Claims (5)

Revendications.

1. Dispositif d'augmentation de la puissance de sortie des turbines d'éoliennes à axe vertical.

Le dispositif est caractérisé par un écran orientable indépendant (4) bloquant le vent, cachant une partie de la surface de la turbine, de manière à éviter que la poussée du vent n'atteigne le dos des aubes (9b) de la turbine qui reviennent vers (contre) le vent. L'ensemble du dispositif peut tourner librement autour de l'axe de la turbine au moyen du palier vertical (6). Par puissance de sortie, l'on entend la puissance et le couple délivrés par l'arbre de sortie en rotation (10). L'orientation du dispositif est nécessaire pour découvrir correctement la partie active (9a), mais le moyen adopté pour effectuer cette orientation, qu'il soit mécanique, électrique ou autre, ne fait pas partie de la présente invention.

2. Dispositif de limitation-à une vitesse maximale-des turbines d'éoliennes à axe vertical. Le dispositif est caractérisé par un écran orientable indépendant (4) bloquant le vent, qui cache une partie de la surface de la turbine, de manière à éviter qu'une poussée trop forte du vent ne vienne endommager l'éolienne.

L'ensemble du dispositif peut tourner librement autour de la turbine dans un axe de rotation vertical (6).

L'orientation du dispositif est nécessaire, mais le moyen adopté pour effectuer cette orientation, qu'il soit mécanique, électrique ou autre, ne fait pas partie de la présente invention.

3. Dispositif de régulation de vitesse et par conséquent de puissance, des turbines d'éoliennes à axe vertical. Le dispositif est caractérisé par celui de la Première Revendication. L'on procède à la régulation en couvrant plus ou moins la partie active de la turbine (9a). Par vitesse ou puissance de sortie, l'on entend la vitesse ou la puissance et le couple délivrés par l'arbre de sortie en rotation (10). L'orientation du dispositif est nécessaire pour effectuer la régulation, mais le moyen adopté pour effectuer cette orientation, qu'il soit mécanique, électrique ou autre, ne fait pas partie de la présente invention.

4. Dispositif d'arrêt de rotation destiné aux turbines d'éoliennes à axe verical. Le dispositif est caractérisé par celui de la Première Revendication. L'arrêt s'opère en couvrant totalement du vent, les côtés (9a) et (9b). L'orientation du dispositif est nécessaire pour obtenir l'immobilisation de la turbine, mais le moyen adopté pour effectuer cette orientation, qu'il soit mécanique, électrique ou autre, ne fait pas partie de la présente invention.

5. Dispositif destiné aux éoliennes à axe vertical, cachant tout ou partie de la turbine de la poussée du vent, afin d'améliorer les performances du moteur éolien.