FR2659391A1 - Moteur eolien a voiles orientees. - Google Patents

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FR2659391A1
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Riviere Jacques
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067—Cyclic movements
    • F03D3/068—Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/72—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis parallel to the rotor centre line
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Combustion & Propulsion (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un dispositif permettant d'orienter automatiquement les 2 voiles d'une éolienne selon la direction du vent pour capter le minimum de puissance. Il est constitué d'un pignon central P1, lequel est fixe pour une direction de vent donnée, de 2 pignons P2 solidaires des voiles et d'une transmission par engrenages ou chaînes de rapport de réduction 1/2. Le pignon P1 peut être entrainé par une dérive si la direction du vent change et oriente les voiles au mieux. Le dispositif selon l'invention est destiné à la réalisation de machines éoliennes fonctionnant avec un rendement élevé.

Description

MOTEUR EOLIEN A VOILES ORIENTEES
La présente invention concerne un moteur éolien à axe vertical.
Les machines de ce type sont en général constituées par un rotor qui comporte plusieurs pales réparties autour d'un axe et soumises à l'action du vent. La rotation résulte de la différence de forme des 2 faces des pales, concaves du côté actif, convexes du côté qui "remonte le vent".
II s'ensuit que le rendement est faible, par comparaison par exemple avec une hélice classique. Le seul avantage de ce système étant de fonctionner indifferemment, quelle que soit la direction du vent.
D'autre part, si l'on augmente le nombre de pales, elles se masquent mutuellement. Le dispositif selon l'invention, utilise seulement deux voiles plates diamétralement opposées, qui, pendant la rotation, sont constamment orientées au mieux par rapport au vent. Chacune de ces voiles peut être comparée à celle d'un bateau décrivant une route circulaire sur la mer et en permanence orientée par les marins, perpendiculaire à la direction du vent "arrière" et présentant la tranche au "vent debout". Ce résultat est obtenu dans l'invention par un système de transmission sans glissement par engrenages ou chaînes qui oblige chaque voile à pivoter sur elle-meme de 1/2 tour pour 1 tour de rotor.
Les voiles qui sont diamétralement opposées sur le rotor sont toujours positionnées à 90" entre elles et chacune des deux faces est soumise au vent à tour de rôle.
L'orientation des voiles devant varier selon la direction du vent, trois variantes sont possibles:
- commande manuelle de l'orientation;
- commande automatique à l'aide d'une dérive
agissant directement sur les engrenages pour les
petites machines;
- commande automatique par une dérive ou
capteur séparé passant par une régulation et un
asservissement électrique ou hydraulique pour les
grandes machines.
L'ensemble du dispositif d'orientation des voiles ne transmet pas la puissance de la machine et n'a donc pas besoin d'être fortement dimensionné.
Les dessins annexés illustrent l'invention.
La figure 1 représente la vue en plan de 8 positions
successives d'une voile décrivant un cercle autour de l'axe A.
La figure 2 représente la vue schématique en plan
d'une réalisation possible avec transmission par
chaînes et commande automatique par une dérive.
La figure 3 représente le schéma d'une variante vue
en élévation avec transmission par engrenages
d'angle.
En référence à ces dessins, le dispositif représenté sur la figure 2 comporte un axe A solidaire d'un bras double B aux extrémités duquel sont montées sur pivot les 2 voiles V. Chacune de ces voiles est solidaire d'un pignon de chaîne P2 de 2n dents. Chacun de ces pignons est relié par une chaîne à un pignon double P1 de n dents.Le rapport de démultiplication entre P1 et P2 est donc de 1/2. Le pignon P1 peut tourner librement sur l'axe A mais est solidaire d'une dérive
D qui lui impose de rester immobile quand la direction du vent ne change pas. Les voiles étant correctement calées selon le dessin, on peut voir que celle de gauche est face au vent à cet instant alors que l'autre présente le minimum de surface. Cela correspond aux positions 1 et 5 de la figure 1.Le bras B entre alors en rotation dans e sens de la flêche et transmet la puissance éolienne à l'arbre A. Le pignon P1 restant immobile, les voiles B décrivent 1/2 tour sur elles mêmes à chaque tour complet de l'ensemble A et B et donc passent successivement par toutes les positions représentées sur la figure 1.
Si la direction du vent change, la dérive entraine le pignon P1 et,
grâce à la démultiplication de 1/2, les voiles sont automatiquement
remises dans la position la meilleure pour produire de l'énergie. En
variante, le pignon P1 peut être commande par un volant de réglage
manuel ou bien un servo-moteur de régulation.
Dans la forme de réalisation selon la figure 3, les chaînes sont
remplacées par des couples d'engrenages coniques avec arbres
intermédiaires horizontaux parallèles au bras B. Cela ne change rien
au fonctionnement de l'ensemble.
L'essentiel est que le rapport de démultiplication entre P1 et P2 doit
toujours être de 1/2, les intermédiaires pouvant être quelconques. II
est également impératif que la transmission se fasse sans glissement.
Des courroies crantées sont aussi utilisables. La réalisation de
l'éolienne selon l'invention est semblable à celle des appareils
existants, le bras B et les voiles pouvant être montés en haut d'un
pylone ou bien en forme de cadre entre deux paliers dans un
portique.
Ces machines peuvent être réalisées en grandes dimensions avec des
voiles métalliques ou en textile.
Ces éoliennes sont destinées, comme les types existants, aux tâches
de pompage ou production d'énergie dans le cadre de l'utilisation
des forces naturelles, voire peut-etre à la propulsion des bateaux.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS
    Dispositif pour moteur éolien, caractérisé par le fait qu'il comporte deux voiles plates, pouvant pivoter aux extrémités d'un bras double B, calées à 90" entre elles, et reliées par une transmission par engrenages ou chaînes de rapport 1/2 à un pignon central Pl,lequel
    est fixe pour une direction de vent donnée.
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pignon P1
    est solidaire d'une dérive qui le fait pivoter suivant la direction du
    vent, pour maintenir les voiles correctement orientées par rapport au
    vent
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