BE862690A

BE862690A - Dispositif de captation d'energie ecolienne ou hydraulique a axe vertical et a pales a geometrie variable.

Info

Publication number: BE862690A
Application number: BE184141A
Authority: BE
Original assignee: Stevens Louis M L J A G
Priority date: 1978-01-06
Filing date: 1978-01-06
Publication date: 1978-05-02

Description


  Dispositif de captation d'énergie éolienne ou hydraulique à axe vertical et à pales à géométrie variable.

  
La présente invention a pour objet un dispositif de captât:

  
 <EMI ID=1.1> 

  
mouvement de translation en mouvement de rotation d'un arbre c d'une tour faisant office d'arbre, vertical entraîné par des pales à géométri-e variable.

  
Il est en effet connu à ce jour de capter l'énergie du vent ou d'un cours d'eau, principalement pour la production d'électricité.

  
Toutefois, dans le cas des éoliennes et moulins à vent, la plupart des systèmes de captation existants utilisent un ensem de pales tournant dans un plan perpendiculaire à la direction

  
du vent, autour d'un axe de rotation parallèle à cette direction.

  
Les changements de direction du vent rendent alors nécessaire un dispositif d'orientation de l'ensemble des pales, qui rend

  
la machine plus coûteuse et plus délicate.

  
De plus, comme le plan de rotation des pales change avec

  
la direction du vent, celles-ci ne peuvent être fixées à l'arbre que par une de leurs extrémités. Tout leur poids agit ainsi

  
sur le seul arbre horizontal. Ceci limite la surface de prise

  
du vent. 

  
Enfin.) comme elles tournent dans un plan perpendiculaire à

  
 <EMI ID=2.1> 

  
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en prévoyant un dispositif de captation d'énergie qui, d'une part fait tourner les pales dans un plan sensiblement parallèle à la direction du fluide en mouvement, autour d'un axe vertical, et d'autre part permet aux pales, au cours de leur course, de pivoter autour d'un axe perpendiculaire à l'axe vertical, de façon que, lorsqu'elles sont dans un secteur où la poussée du fluide favorise leur rotation, elles présentent à ce fluide une surface d'attaque qui rend la poussée maximum tandis que, lorsqu'elles sont dans un secteur où la poussée du fluide freine leur rotation, elles lui présentent une surface d'attaque qui rend la poussée minimum.. 

  
Ce mouvement de pivot est commandé par la poussée du fluide lui-même et par sa direction, quelle que soit celle-ci, de sorte  <EMI ID=3.1> 

  
L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description ainsi qu'au dessin qui représente, uniquement à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention dans lequel:
- la figure 1 est une vue en perspective et de profil d'un dispositif de captation d'énergie éolienne suivant l'invention,
- la figure 2 est une vue du haut de ce même dispositif.

  
Le dispositif comprend, logé et prenant appui dans une base B fixe par rapport au sol, un arbre principal A dont l'axe X est

  
 <EMI ID=4.1> 

  
rectangulaire et de faible épaisseur. Ces pales sont solidaires

  
 <EMI ID=5.1> 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
 <EMI ID=7.1> 

  
 <EMI ID=8.1> 

  
 <EMI ID=9.1> 

  
 <EMI ID=10.1> 

  
Soit D une droite parallèle à la direction du vent, passant par l'intersection entre Yl et X. Le plan qui contient D et X coupe l'espace en deux sous-espaces El et E2.

  
Si l'on fait tourner les pales et l'arbre A dans le sens S, elles passeront chacune alternativement dans le sous-espace El

  
 <EMI ID=11.1> 

  
temps. 

  
Lorsqu'une pale se trouve dans le sous-espace El, la poussée du vent favorise sa rotation autour de X dans le sens S tandis que lorsqu'elle se trouve dans le sous-espace E2, la même poussée freine sa rotation. 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
 <EMI ID=13.1> 

  
autour de leurs axes respectifs, dont l'effet est de limiter la rotation des pales autour de leurs axes, lorsque l'un des

  
 <EMI ID=14.1> 

  
 <EMI ID=15.1> 

  
au dessin, la poussée du vent tend à la faire tourner autour

  
de son axe Yl dans le sens T de façon à la soulever et à la maintenir plus horizontale que s'il n'y avait pas de vent. Toutefois la présence de la butée Cl empêche ce mouvement et maintient la pals en position verticale lui faisant offrir ainsi

  
 <EMI ID=16.1> 

  
 <EMI ID=17.1> 

  
Lorsqu'elle arriva proximité du plan P, la poussés du vent <EMI ID=18.1> 

  
 <EMI ID=19.1> 

  
autour de son axe Yl dans le sens contraire de T soit U.

  
Cette fois le mouvement n'est pas empêché par la butée Cl

  
 <EMI ID=20.1> 

  
similaire à celle représentée au dessin pour la pale P3.

  
Pendant toute sa course dans le sous-espace E2, la pale se

  
 <EMI ID=21.1> 

  
que la poussée freinante du vent est forte. 

  
 <EMI ID=22.1>  passera de nouveau dans le sous-espace El, la poussée du vent

&#65533;J

  
 <EMI ID=23.1> 

  
comme indiqué au dessin.

  
Pendant sa course en El, la poussée favorisant sa rotation dans le sens S est supérieure à la poussée freinant cette rotation pendant sa course en E2. Ceci tient à la différence entre les surfaces d'attaque offertes au vent résultant de l'inclinaison des pales.

  
 <EMI ID=24.1> 

  
disposées régulièrement autour de lui, il y a.toujours au moins

  
une pale dans' le sous-espace El qui assure la continuité du

  
 <EMI ID=25.1> 

  
Un élément peut réduire le rendement du dispositif. Il s'agit du poids des pales qui tend à les maintenir en position ver-

  
 <EMI ID=26.1> 

  
gêner la soulèvement des pales, lorsqu'elles se trouvent dans

  
 <EMI ID=27.1> 

  
Pour pallier à cet inconvénient, on pourra soit situer chaque pale par rapport à son axe de façon qu'elle ne se trouve pas d'un seul côté de l'axe, soit équiper chaque pale d'un contrepoids, ces deux systèmes lui assurant, dans sa rotation autour de son axe horizontal, un équilibre indifférent ou presque indifférent.

  
Le fonctionnement de la machine doit aussi pouvoir être interrompu, même lorsqu'il y a du vent. Dans ce but, l'arbre A peut être muni d'un système de freinage et le dispositif qui a 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
 <EMI ID=29.1>  

  
axes peut être tel qu'à tout moment il est possible de le mettre en action ou hors d'action.

  
Ainsi, lorsqu'il est mis hors d'action, les pales peuvent librement tourner autour de leurs axes respectifs et se mettre, à cause du vent, dans une position horizontale, quel que soit le sous-espace où elles se trouvent. Lorsqu'il est remis en action, la rotation des pales est à nouveau limitée. 

  
Pour augmenter la puissance du dispositif, les pales pourront être disposées sur plusieurs étages.

  
Pour repousser les limitations que le poids des pales impose à leur surface, le dispositif peut aussi comporter un soutien

  
 <EMI ID=30.1> 

  
 <EMI ID=31.1> 

  
1? invention, muni d'un dispositif de soutien des pales. La figure 3 représente ce mode de réalisation vu en perspective et de profil.

  
 <EMI ID=32.1> 

  
P5, P6, P7, P8 sont disposées régulièrement et sur deux étages autour de l'arbre A qui prend appui sur un pivot situé dans la base B fixe par rapport au sol C.

  
 <EMI ID=33.1> 

  
Ml à M8 rigide qui lui est perpendiculaire et solidaire.

  
Chaque pale est suspendue au montant correspondant par les dispositifs G et H qui lui permettent de pivoter autour de son   <EMI ID=34.1>  <EMI ID=35.1> 

  
peut soit limiter sa rotation autour de son axe, soit supprimer cette limitation. Ce dispositif n'est pas représenté à la figure 3 du dessin. 

  
 <EMI ID=36.1> 

  
de l'arbre A dans un plan horizontal immobile à égale distance  du sommet F de l'arbre A ainsi que d'un plan horizontal au niveau du sol C.

  
Le soutien des montants et donc de chaque pale est assuré par le haut grâce aux cables Kl à K4 qui relient respectivement les

  
 <EMI ID=37.1> 

  
 <EMI ID=38.1> 

  
 <EMI ID=39.1> 

  
 <EMI ID=40.1> 

  
 <EMI ID=41.1>

Claims

1. Dispositif de captation de l'énergie cinétique d'un

fluide par la transformation de son mouvement de translation en mouvement de rotation d'un arbre, ou d'une tour faisant office d'arbre, d'axe vertical entraîné par des pales tournant autour

de l'axe de l'arbre dans un plan horizontal et ayant avec ce

plan une inclinaison variable au cours de leur course .

2. Dispositif suivant 1 caractérisé en ce que la variation

de l'inclinaison des pales par rapport au plan de rotation est obtenue par un mouvement de pivot autour d'un axe perpendiculai- <EMI ID=42.1>

rotation des pales autour de leurs axes respectifs est limité,

leur rotation leur inclinaison est telle qu'elles présentent

tandis que lorsqu'elles sont dans un secteur où la poussée du

fluide freine leur rotation, leur inclinaison est telle qu'elles présentent à ce fluide une surface d'attaque qui rend cette

poussée minimum.

du fluide elle-même modifie l'inclinaison des pales par rapport

à leur plan de rotation.

sont disposées régulièrement autour de l'arbre central de façon

à assurer la continuité du mouvement de rotation de l'arbre vertical. 6. Dispositif suivant 1 à 5 caractérisé en ce que les pales sont disposées à plusieurs niveaux les unes au dessus des autres, de façon à augmenter la surface d'attaque du fluide.

7. Dispositif suivant 1 à 5 ou 1 à 6 caractérisé en ce que à'une part l'arbre vertical est muni d'un système de freinage et d'autre part le système qui limite la rotation des paies autour de leurs axes respectifs peut être soit mis en action soit mis hors d'action, de sorte que les pales peuvent alors tourner librement autour de leurs axes et présenter au fluide une surface d'attaque minimum.

té de l'arbre par rapport au sol ou à sa base immobile est maintenue constante par un système de fixation comportant des cables flexibles et / ou des tiges rigides.

10. Dispositif suivant 1 à 9 caractérisé en ce que chaque pale est non seulement soutenue à son extrémité proche de l'arbre, mais aussi soutenue à son extrémité la plus éloignée de l'arbre par un système de soutien comportant une ou plusieurs liaisons rigides ou flexibles entre cette extrémité et toute partie de l'arbre vertical située de façon que la ou les liaisons ne gênent pas le mouvement de rotation de la pale autour de son axe propre. 11. Dispositif suivant 1 à 8 bu 1 à 9 caractérisé en ce que chaque pale est maintenue à son extrémité la plus éloignée de l'arbre par fixation à un montant vertical dont la base est mobile le long d'un rail circulaire autour de l'arbre vertical et fixe sur le sol .