FR2847951A1

FR2847951A1 - WIND SENSOR WIND MOUNTED IN SWING

Info

Publication number: FR2847951A1
Application number: FR0215016A
Authority: FR
Inventors: Marcel Mathou
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-06-04
Also published as: WO2004051081A1; AU2003294097A1

Abstract

L'éolienne comporte un arbre (1) monté verticalement pour tourner sur un bâti (2), des bras supports (13) horizontaux fixés à l'arbre (1) et s'étendant radialement par rapport à celui-ci et des capteurs de vent (18) montés pour pivoter librement sur les bras supports (13) autour d'axes horizontaux, et comportant une paroi frontale délimitant une face concave (21) et une face convexe (22).The wind turbine comprises a shaft (1) mounted vertically to rotate on a frame (2), horizontal support arms (13) fixed to the shaft (1) and extending radially with respect thereto and sensors for wind (18) mounted to pivot freely on the support arms (13) around horizontal axes, and comprising a front wall defining a concave face (21) and a convex face (22).

Description

La présente invention concerne une éolienne.The present invention relates to a wind turbine.

ARRIERE PLAN DE L'INVENTION On a déjà proposé de réaliser des éoliennes présentant des structures extrêmement variées. BACKGROUND OF THE INVENTION It has already been proposed to produce wind turbines having extremely varied structures.

On connaît en particulier du document US-B6,413,038, une éolienne comportant un arbre monté verticalement pour tourner sur un bâti, des bras supports horizontaux fixés à l'arbre et s'étendant radialement par rapport à celui-ci, et des panneaux capteurs de vent mon10 tés entre les bras supports pour pivoter autour d'axes verticaux, chaque panneau capteur de vent ayant une largeur légèrement supérieure à la distance entre les axes de pivotement des panneaux capteurs de vent, de sorte que lorsque l'éolienne est soumise à un vent selon une direc15 tion déterminée, une moitié des panneaux capteurs de vent reçoit le vent sur une face qui tend à mettre en appui les panneaux capteurs de vent les uns sur les autres dans un plan vertical contenant les bras supports tandis que l'autre moitié des panneaux capteurs de vent flottent li20 brement selon la direction du vent. Particularly known from document US-B6,413,038, a wind turbine comprising a shaft mounted vertically to rotate on a frame, horizontal support arms fixed to the shaft and extending radially with respect thereto, and sensor panels of wind mounts between the support arms to pivot about vertical axes, each wind sensor panel having a width slightly greater than the distance between the pivot axes of the wind sensor panels, so that when the wind turbine is subjected to a wind in a determined direction, one half of the wind sensor panels receives the wind on one side which tends to support the wind sensor panels on each other in a vertical plane containing the support arms while the other half of the wind sensor panels float freely according to the wind direction.

En raison de la différence de surface considérable entre la partie de l'éolienne qui capte le vent en se déplaçant dans la même direction que celui-ci et la partie de l'éolienne qui remonte au vent, l'éolienne décrite 25 dans ce document semble extrêmement satisfaisante du point de vue de l'énergie recueillie qui peut être transmise à une pompe ou à une génératrice. Toutefois, les éoliennes sont par définition destinées à être utilisées dans des régions venteuses. Or il n'existe pas de région 30 venteuse dans laquelle le vent est régulier. Au contraire, toutes les régions venteuses connues à ce jour sont soumises à des vents de puissances variables. En outre, les régions o le vent est le plus puissant, qui sont théoriquement les régions les plus recherchées pour 35 recueillir une quantité d'énergie importante, sont géné- ralement les régions o les variations de puissance du vent sont les plus importantes, ce qui se traduit par des coups de vent sur les éoliennes installées dans ces régions. Due to the considerable difference in surface area between the part of the wind turbine which picks up the wind moving in the same direction as it and the part of the wind turbine which goes upwind, the wind turbine described in this document seems extremely satisfactory from the point of view of the energy collected which can be transmitted to a pump or a generator. However, wind turbines are by definition intended for use in windy regions. However, there is no windy region in which the wind is regular. On the contrary, all the windy regions known to date are subject to winds of varying powers. In addition, the regions where the wind is strongest, which are theoretically the most sought-after regions for collecting a large amount of energy, are generally the regions where the variations in wind power are the most significant, which results in gusts of wind on the wind turbines installed in these regions.

Lors de l'utilisation d'une éolienne telle que décrite dans le document précité, tous les panneaux capteurs de vent portés par des bras supports s'étendant selon un rayon donné, sont disposés simultanément en travers du vent et constituent donc un obstacle important à 10 l'écoulement du vent. Lors d'un coup de vent tous les panneaux sont donc simultanément soumis à une pression très importante qui risque de faire exploser les panneaux ou de plier les bras supports. Dans un cas comme dans l'autre, un coup de vent risque de provoquer des détério15 rations importantes incompatibles avec un fonctionnement régulier de l'éolienne. When using a wind turbine as described in the aforementioned document, all the wind sensor panels carried by support arms extending according to a given radius, are arranged simultaneously across the wind and therefore constitute a significant obstacle to 10 wind flow. During a gust of wind all the panels are therefore simultaneously subjected to a very high pressure which risks exploding the panels or bending the support arms. In either case, a gust of wind may cause significant damage incompatible with regular operation of the wind turbine.

Dans certaines structures d'éoliennes, notamment dans les éoliennes à hélices, il a en outre été prévu des dispositifs mécaniques commandés en fonction de la vi20 tesse du vent pour provoquer un échappement des panneaux capteurs de vent dès que le vent atteint une vitesse risquant de provoquer une détérioration de l'éolienne. Toutefois, le temps de réaction de la chaîne cinématique entre les anémomètres et les mécanismes d'effacement des 25 éléments capteurs de vent, est généralement tel qu'en cas de coup de vent un effacement des éléments capteurs de vent n'est pas obtenu en temps utile, ce qui provoque des détériorations de l'éolienne. In certain wind turbine structures, in particular in propeller wind turbines, mechanical devices controlled according to the wind speed are also provided to cause the wind sensor panels to escape as soon as the wind reaches a speed liable to cause deterioration of the wind turbine. However, the reaction time of the kinematic chain between the anemometers and the mechanisms for erasing the wind sensor elements is generally such that in the event of a gale, an erase of the wind sensor elements is not obtained in in good time, which causes deterioration of the wind turbine.

OBJET DE L'INVENTION Un but de la présente invention est de proposer une éolienne ayant une structure permettant tout à la fois de recueillir une partie importante de l'énergie du vent tout en conservant une souplesse de fonctionnement évitant une détérioration de l'éolienne lors d'une aug35 mentation anormale de la puissance du vent, quelles que soient les circonstances de cette augmentation de puissance. OBJECT OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wind turbine having a structure which simultaneously makes it possible to collect a large part of the wind energy while retaining flexibility of operation avoiding deterioration of the wind turbine during an abnormal increase in wind power, whatever the circumstances of this increase in power.

BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose 5 selon l'invention, une éolienne comportant un arbre monté verticalement pour tourner sur un bâti, des bras supports horizontaux fixés à l'arbre et s'étendant radialement par rapport à celui-ci et des capteurs de vent fixés au bras support, les capteurs de vent étant montés sur les bras 10 supports pour pivoter librement autour d'un axe horizontal et comprenant une paroi frontale délimitant une face concave et une face convexe. BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION With a view to achieving this object, there is proposed according to the invention, a wind turbine comprising a shaft mounted vertically to rotate on a frame, horizontal support arms fixed to the shaft and extending radially relative to it and to the wind sensors fixed to the support arm, the wind sensors being mounted on the support arms to pivot freely around a horizontal axis and comprising a front wall delimiting a concave face and a convex face.

Ainsi, chacun des capteurs de vent prend une position d'équilibre qui est fonction de la puissance du 15 vent qu'il reçoit, le capteur de vent s'escamotant d'autant plus que le vent est plus fort, tandis que par ailleurs la différence d'écoulement du vent entre la face concave et la face convexe assure une force différentielle entre la partie de l'éolienne descendant le vent 20 et la partie de l'éolienne remontant le vent de sorte qu'une énergie substantielle est captée. Thus, each of the wind sensors takes an equilibrium position which is a function of the power of the wind which it receives, the wind sensor retracting the more the stronger the wind, while moreover the difference in wind flow between the concave face and the convex face ensures a differential force between the part of the wind turbine going down the wind 20 and the part of the wind machine going up the wind so that substantial energy is captured.

Selon une version avantageuse de l'invention, les capteurs de vent sont espacés les uns des autres, et sont de préférence disposés en damier. On minimise ainsi la 25 déviation du vent par des capteurs de vent, et par voie de conséquence, on minimise le refoulement et les tourbillonnements de vent qui sont habituellement créés par des structures d'éoliennes conventionnelles et donnent lieu à des détériorations lors de sautes de vent. 30 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention, en référence aux figures ci-jointes parmi 35 lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe schématique par un plan axial vertical d'un premier mode de réalisation de l'éolienne selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus schématique 5 partielle de l'éolienne selon le premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective d'un capteur de vent selon le premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe selon le plan IV-IV de la figure 3 d'un second mode de réalisation de capteurs de vent selon l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective d'un troisième mode de réalisation de capteur de vent selon 15 l'invention. According to an advantageous version of the invention, the wind sensors are spaced from each other, and are preferably arranged in a checkerboard pattern. Wind deflection is thus minimized by wind sensors, and as a result, wind spillage and vortices which are usually created by conventional wind turbine structures are minimized and lead to deterioration during jumps. wind. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description of several embodiments of the invention, with reference to the attached figures among which: - Figure 1 is a schematic sectional view through a vertical axial plane of a first embodiment of the wind turbine according to the invention, - Figure 2 is a partial schematic top view of the wind turbine according to the first embodiment of the invention, - Figure 3 is a perspective view of a wind sensor according to the first embodiment of the invention, - Figure 4 is a sectional view along the plane IV-IV of Figure 3 of a second embodiment of wind sensors according to the invention, FIG. 5 is a perspective view of a third embodiment of wind sensor according to the invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Selon l'invention, l'éolienne comporte un arbre 1 illustré sous forme d'un tube métallique de section circulaire monté verticalement pour tourner autour de son 20 axe sur un élément de bâti 2 comprenant un massif de béton 3 dans lequel est fixé un boîtier 4 comprenant différents roulements de centrage et de support de l'arbre 1. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to the invention, the wind turbine comprises a shaft 1 illustrated in the form of a metal tube of circular section mounted vertically to rotate around its axis on a frame element 2 comprising a concrete block 3 in which is fixed a housing 4 comprising different centering and support bearings for the shaft 1.

Une plaque circulaire 5 est fixée à l'arbre 1 au voisinage de la base de celui-ci. Au voisinage de sa périphé25 rie, la plaque 5 est supportée par des roues 6 portées par une structure support 7 fixée sous la plaque 5. Les roues 6 prennent appui sur un chemin de roulement 8 réalisé dans un second élément de bâti comprenant un massif en bétqn 9 en forme de couronne circulaire. A circular plate 5 is fixed to the shaft 1 in the vicinity of the base thereof. In the vicinity of its periphery, the plate 5 is supported by wheels 6 carried by a support structure 7 fixed under the plate 5. The wheels 6 bear on a raceway 8 produced in a second frame element comprising a solid block betqn 9 in the shape of a circular crown.

Dans l'utilisation de l'éolienne selon l'invention en tant qu'unité de production d'électricité, une ou plusieurs génératrices 10, dont une seule a été représentée sur la figure, sont fixées sur le côté du massif de béton 9. Chaque génératrice 10 comporte une 35 roue d'entraînement 11 qui prend appui sur le bord in- terne d'un rail circulaire 12 porté par la plaque 5. On peut également prévoir de disposer les génératrices radialement sur un support en bordure de la plaque 5, la roue d'entraînement prenant alors appui directement sous 5 la plaque 5. Cette disposition permet d'économiser les dispositifs multiplicateurs de vitesse très onéreux qui sont habituellement nécessaires lorsque la génératrice est reliée à l'arbre central de l'éolienne, en particulier comme décrit dans le document précité. When using the wind turbine according to the invention as an electricity production unit, one or more generators 10, only one of which has been shown in the figure, are fixed to the side of the concrete block 9. Each generator 10 has a drive wheel 11 which bears on the internal edge of a circular rail 12 carried by the plate 5. It is also possible to arrange the generators radially on a support at the edge of the plate 5 , the drive wheel then taking support directly under the plate 5. This arrangement makes it possible to save on very expensive speed multiplier devices which are usually necessary when the generator is connected to the central shaft of the wind turbine, in particular as described in the aforementioned document.

Par ailleurs, l'éolienne comporte une série de bras supports 13 s'étendant horizontalement selon des rayons par rapport à l'arbre central 1 et solidaires en rotation de celui-ci. A cet effet, dans le mode de réalisation illustré, les bras supports 13, qui sont ici for15 més de tubes métalliques de section circulaire, sont d'une part encastrés dans des ouvertures 14 réalisées dans l'arbre central 1, et sont d'autre part reliées entre eux et à la plaque 5 par des entretoises 15 s'étendant dans un plan vertical, et par des entretoises 20 16 s'étendant dans un plan horizontal (figure 2). Les entretoises 15 et 16 sont de préférence formées par des poutrelles ou des câbles. Furthermore, the wind turbine comprises a series of support arms 13 extending horizontally along radii with respect to the central shaft 1 and integral in rotation with the latter. To this end, in the illustrated embodiment, the support arms 13, which are here formed from metal tubes of circular section, are on the one hand embedded in openings 14 made in the central shaft 1, and are of on the other hand connected to each other and to the plate 5 by spacers 15 extending in a vertical plane, and by spacers 20 16 extending in a horizontal plane (Figure 2). The spacers 15 and 16 are preferably formed by beams or cables.

Dans le mode de réalisation illustré, les entretoises 15 forment des cellules 17 disposées en damiers et 25 séparant des capteurs de vent 18 montés pour pivoter librement sur les bras supports horizontaux 13 ainsi qu'il va être décrit ci-dessous. In the illustrated embodiment, the spacers 15 form cells 17 arranged in a checkerboard pattern and separating wind sensors 18 mounted to pivot freely on the horizontal support arms 13 as will be described below.

Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, chaque capteur de vent comporte une paroi frontale formée 30 de deux éléments de parois 19, réalisés par exemple à partir de plaques en polyéthylène, fixés perpendiculairement l'un à l'autre selon un V présentant une arête 20 qui s'étend parallèlement au bras support 13 correspondant. Les éléments de parois 19 délimitent ainsi une face 35 concave 21 et une face convexe 22 du capteur de vent 18. In the embodiment of FIGS. 1 to 3, each wind sensor has a front wall formed by two wall elements 19, produced for example from polyethylene plates, fixed perpendicularly to each other at a V having an edge 20 which extends parallel to the corresponding support arm 13. The wall elements 19 thus delimit a concave face 21 and a convex face 22 of the wind sensor 18.

Du côté de la face concave 21, les capteurs comportent des entretoises 23 qui sont fixées aux éléments de parois 19 perpendiculairement à ceux-ci. Dans le mode de réalisation illustré, les deux éléments de parois 19 sont de 5 dimensions identiques et les entretoises 23 sont de forme carrée à coins coupés. Pour renforcer la rigidité du capteur de vent les entretoises 23 sont de préférences reliées rigidement par des barres de liaison 43. Des contrepoids 24, ici en forme de disques à bords biseautés, 10 sont fixés aux entretoises 23 dans une position appropriée pour qu'au repos comme illustré sur la figure 3, les éléments de parois 19 s'étendent sensiblement à 450 par rapport à un plan vertical. Le bord supérieur de chaque capteur de vent 18 est monté pour pivoter sur le bras 15 support 13 correspondant par des brides 25, de préférence réalisées également en polyéthylène pour permettre un pivotement silencieux du capteur de vent sur le bras support correspondant, chaque bride 25 étant disposée à cheval sur un bras support 13 et comportant des ailes 26 20 s'étendant de part et d'autre de l'élément de paroi supérieur 19 auquel les ailes 26 sont fixées par des moyens de fixation 27, tels que des boulons ou des rivets qui traversent les ailes 26 et les éléments de paroi 19. On the side of the concave face 21, the sensors include spacers 23 which are fixed to the wall elements 19 perpendicular thereto. In the illustrated embodiment, the two wall elements 19 are of identical dimensions and the spacers 23 are of square shape with cut corners. To reinforce the rigidity of the wind sensor, the spacers 23 are preferably rigidly connected by connecting bars 43. Counterweights 24, here in the form of discs with bevelled edges, 10 are fixed to the spacers 23 in an appropriate position so that at rest as illustrated in Figure 3, the wall elements 19 extend substantially to 450 relative to a vertical plane. The upper edge of each wind sensor 18 is mounted to pivot on the corresponding support arm 15 by flanges 25, preferably also made of polyethylene to allow silent rotation of the wind sensor on the corresponding support arm, each flange 25 being disposed astride a support arm 13 and comprising wings 26 20 extending on either side of the upper wall element 19 to which the wings 26 are fixed by fixing means 27, such as bolts or rivets which pass through the wings 26 and the wall elements 19.

Lorsque l'éolienne est soumise à du vent, chaque 25 capteur de vent 18 prend une position d'équilibre qui est fonction de la puissance du vent, de la géométrie du capteur de vent, du poids de chacun des composants, et de la disposition des contrepoids 24. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3 et pour un vent faible, les cap30 teurs de vent 18 prennent une position d'équilibre dans laquelle la paroi frontale de chaque capteur de vent s'étend sur un côté du bras support 13 correspondant tandis que les entretoises 23 débordent sur un côté opposé comme illustré par la figure 2 sur laquelle les capteurs 35 de vent 18 ont été représentés seulement pour les bras supports 13 disposés à 0 , 450, 900 et 1350 par rapport à la direction du vent figurée par des flèches en trait épais. Le sens de rotation de l'éolienne a également été figuré sur la figure 2 par un trait épais. Les capteurs 5 de vent 18 de la partie droite de la figure se déplacent donc dans le sens du vent, c'est-à-dire qu'ils descendent le vent, tandis que les capteurs de vent de la partie gauche de la figure 2 remontent au vent. When the wind turbine is subjected to wind, each wind sensor 18 takes an equilibrium position which is a function of the power of the wind, the geometry of the wind sensor, the weight of each of the components, and the arrangement counterweights 24. In the embodiment of FIGS. 1 to 3 and for a weak wind, the wind sensors 30 take an equilibrium position in which the front wall of each wind sensor extends on one side of the arm corresponding support 13 while the spacers 23 project on an opposite side as illustrated by FIG. 2 on which the wind sensors 35 have been shown only for the support arms 13 arranged at 0, 450, 900 and 1350 relative to the direction of wind represented by arrows in thick line. The direction of rotation of the wind turbine has also been shown in Figure 2 by a thick line. The wind sensors 5 of the right part of the figure therefore move in the wind direction, that is to say that they descend the wind, while the wind sensors of the left part of Figure 2 go upwind.

Pour chaque orientation précitée, l'écoulement du 10 vent a été représenté par un trait mixte pour un seul capteur de vent 18. On remarque à ce propos que pour une direction de 0 par rapport à la direction du vent, les capteurs de vent qui sont au vent par rapport à l'arbre 1, c'est-à-dire ceux qui sont dans la moitié supérieure 15 de la figure, reçoivent le vent de façon exactement symétrique par rapport aux capteurs qui sont sous le vent, c'est-à-dire dans la moitié basse de la figure par rapport à l'arbre 1. Les capteurs à 0 par rapport à la direction du vent sont donc neutres vis-à-vis de 20 l'entraînement en rotation de l'éolienne. Pour les capteurs disposés à 450 dans le sens descendant, le vent est dévié par les entretoises 23 pour être canalisé dans une partie de la face concave des capteurs de vent. Ces capteurs de vent sont donc efficaces pour l'entraînement en 25 rotation de l'éolienne. Simultanément, les capteurs disposés selon la même orientation mais dans le sens montant, présentent leur face convexe au vent de sorte que celuici est dévié en exerçant sur les capteurs de vent une force beaucoup plus faible que les capteurs de vent 30 dans le sens descendant. Pour une orientation à 900, les capteurs de vent descendant reçoivent le vent sur la totalité de la face concave tandis que les capteurs dans le sens remontant reçoivent le vent sur la face convexe de sorte que le bilan des forces est très largement favora35 ble à un entraînement en rotation de l'éolienne. Pour les capteurs disposés selon une orientation en 1350 par rapport à la direction du vent, le bilan des forces est identique à celui des capteurs disposés à 450. Si la force du vent s'accroît de façon dangereuse, les capteurs 5 de vent pivotent autour des bras supports jusqu'à une position o les capteurs descendant le vent sont pratiquement dans une position symétrique aux capteurs remontant le vent, de sorte que d'une part les capteurs présentent tous des surfaces inclinées de façon favorable pour un 10 écoulement du vent, ce qui évite l'application d'une force trop importante sur les capteurs de vent, et d'autre part les forces appliquées aux capteurs descendant le vent sont sensiblement identiques aux forces appliquées aux capteurs remontant le vent, de sorte que 15 l'éolienne a tendance à ralentir en dépit de l'augmentation de force du vent et l'on évite un emballement de l'éolienne contrairement aux dispositifs réalisés antérieurement. La figure 4 illustre un second mode de réalisa20 tion des capteurs de vent. Dans ce mode de réalisation, le capteurs de vent 41 comportent deux entretoises 28 comportant des bords avant 29 s'étendant perpendiculairement l'un à l'autre, et à 450 par rapport à la verticale. For each aforementioned orientation, the flow of the wind has been represented by a dashed line for a single wind sensor 18. It is noted in this connection that for a direction of 0 relative to the wind direction, the wind sensors which are upwind with respect to the shaft 1, that is to say those which are in the upper half 15 of the figure, receive the wind in an exactly symmetrical manner with respect to the sensors which are downwind, ie in the lower half of the figure with respect to the shaft 1. The sensors at 0 with respect to the wind direction are therefore neutral with respect to the rotation drive of the wind turbine. For the sensors arranged at 450 in the downward direction, the wind is deflected by the spacers 23 to be channeled in a part of the concave face of the wind sensors. These wind sensors are therefore effective in driving the wind turbine in rotation. Simultaneously, the sensors arranged in the same orientation but in the upward direction have their face convex to the wind so that this is deflected by exerting on the wind sensors a much weaker force than the wind sensors 30 in the downward direction. For an orientation at 900, the downwind sensors receive the wind on the entire concave face while the upwind sensors receive the wind on the convex face so that the balance of forces is very largely favorable to a wind turbine drive. For the sensors arranged in an orientation in 1350 relative to the wind direction, the balance of forces is identical to that of the sensors arranged at 450. If the wind force increases dangerously, the wind sensors 5 pivot around support arms up to a position where the windward sensors are practically in a position symmetrical to the windward sensors, so that on the one hand all the sensors have surfaces inclined favorably for wind flow, which avoids the application of too great a force on the wind sensors, and on the other hand the forces applied to the windward sensors are substantially identical to the forces applied to the windward sensors, so that the wind turbine tends to slow down in spite of the increase in wind force and a runaway of the wind turbine is avoided unlike the devices produced previously. FIG. 4 illustrates a second embodiment of the wind sensors. In this embodiment, the wind sensors 41 include two spacers 28 having front edges 29 extending perpendicular to each other, and at 450 relative to the vertical.

Deux plaques en tôle ondulée 30 sont fixées le long des 25 bords 29 par des vis 31 fixées dans l'épaisseur des entretoises 28. Les entretoises 28 sont reliées rigidement par des barres de liaison 44. Les ondulations des plaques de tôle ondulée 30 s'étendent perpendiculairement au plan des entretoises 28. Les bords avant 32 des deux plaques 30 de tôle ondulée 30 sont espacés l'un de l'autre et délimitent une ouverture rectangulaire 33 sensiblement à mihauteur du capteur de vent. Dans ce mode de réalisation le capteur de vent est fixé sur le bras support 13 par des goussets triangulaires 34 comportant une ouverture 35 oblongue 35 qui débouche sur la base du gousset 34 de fa- çon à permettre l'engagement du gousset 34 sur la barre 13, le gousset 34 étant ensuite fixé de façon appropriée à une entretoise 28 par des boulons ou des rivets 36 qui traversent les goussets 34 ainsi que les entretoises 28. Two corrugated sheet plates 30 are fixed along the edges 29 by screws 31 fixed in the thickness of the spacers 28. The spacers 28 are rigidly connected by connecting bars 44. The corrugations of the corrugated sheet plates 30 s' extend perpendicular to the plane of the spacers 28. The front edges 32 of the two plates 30 of corrugated sheet 30 are spaced from one another and delimit a rectangular opening 33 substantially at the height of the wind sensor. In this embodiment the wind sensor is fixed to the support arm 13 by triangular gussets 34 having an oblong opening 35 which opens onto the base of gusset 34 so as to allow engagement of gusset 34 on the bar 13, the gusset 34 then being suitably fixed to a spacer 28 by bolts or rivets 36 which pass through the gussets 34 as well as the spacers 28.

Comme dans le mode de réalisation précédent, les entretoises 28 et les goussets 34 sont de préférence réalisés à partir de plaques de polyéthylène. As in the previous embodiment, the spacers 28 and the gussets 34 are preferably made from polyethylene plates.

Dans ce mode de réalisation les tôles ondulées 30 assurent un freinage et donc une compression accrue du 10 vent pénétrant dans le capteur de vent par la face concave tandis que l'ouverture 33 permet à l'air compressé de s'échapper sans créer de surpression à l'intérieur de la cavité délimitée par les faces internes des plaques de tôle ondulée 30. En pratique, les dimensions des plaques 15 en tôle ondulée 30 ainsi que les dimensions de l'ouverture 33 seront adaptées en fonction de la force moyenne du vent dans la zone dans laquelle l'éolienne est implantée. Dans les zones de vent relativement faible, et dans lesquelles les sautes de vent sont de faible ampli20 tude, on pourra prolonger la tôle ondulée inférieure le long du bord inférieur de l'entretoise 28 afin d'augmenter la surface de captage du vent lorsque le capteur est légèrement incliné vers l'avant par rapport à sa position d'équilibre au repos illustré sur la figure 4. 25 Comme dans le mode de réalisation précédent, les entretoises 28 pourront être équipées de contrepoids permettant de régler l'équilibre des capteurs de vent dans différentes conditions d'utilisation. In this embodiment the corrugated sheets 30 provide braking and therefore increased compression of the wind entering the wind sensor through the concave face while the opening 33 allows the compressed air to escape without creating overpressure. inside the cavity delimited by the internal faces of the corrugated iron plates 30. In practice, the dimensions of the corrugated iron plates 15 as well as the dimensions of the opening 33 will be adapted as a function of the average wind force in the area in which the wind turbine is located. In areas of relatively low wind, and in which the wind swings are weak ampli20 tude, we can extend the lower corrugated sheet along the lower edge of the spacer 28 in order to increase the wind catchment area when the sensor is slightly inclined forward relative to its equilibrium position at rest illustrated in FIG. 4. As in the previous embodiment, the spacers 28 may be fitted with counterweights allowing the balance of the sensors to be adjusted. wind in different conditions of use.

La figure 5 illustre un troisième mode de réali30 sation du capteur de vent 42 dans lequel la paroi frontale est réalisée par une plaque en tôle ondulée 37 formée en arc de cercle et maintenue selon cette forme par des cloisons horizontales 38 fixées le long des bords supérieur et inférieur de la plaque en tôle ondulée 37. 35 Pour faciliter la mise en forme de la plaque en tôle on- dulée 37, les ondulation sont disposées verticalement. Le capteur de vent comporte également deux entretoises 39 fixées d'une part à la paroi frontale 37 et d'autre part aux plaques d'extrémité 38. Les entretoises 39 assurent 5 une rigidité de l'ensemble et servent en outre à suspendre le capteur de vent à un bras support 13 au moyen de brides 40 fixées aux entretoises 39. En raison de sa forme plus plate que les modes de réalisation précédents, ce troisième mode de réalisation sera mieux adapté aux 10 régions dans lesquelles le vent a une vitesse élevée pouvant être sujettes à de fortes variations. FIG. 5 illustrates a third embodiment of the wind sensor 42 in which the front wall is produced by a corrugated sheet plate 37 formed in an arc of a circle and held in this form by horizontal partitions 38 fixed along the upper edges and lower of the corrugated sheet plate 37. To facilitate the shaping of the corrugated sheet plate 37, the corrugations are arranged vertically. The wind sensor also comprises two spacers 39 fixed on the one hand to the front wall 37 and on the other hand to the end plates 38. The spacers 39 ensure the rigidity of the assembly and also serve to suspend the sensor of wind to a support arm 13 by means of flanges 40 fixed to the spacers 39. Because of its flatter shape than the previous embodiments, this third embodiment will be better suited to the 10 regions in which the wind has a high speed may be subject to strong variations.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et est susceptibles de variantes qui apparaîtront à l'homme du métier sans sortir 15 du cadre de l'invention tel que défini par les revendications. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and is susceptible of variants which will appear to a person skilled in the art without departing from the scope of the invention as defined by the claims.

En particulier, bien que dans les deux premiers modes de réalisation, les éléments de parois formant la paroi frontale aient été décrits selon une disposition à 20 900 l'n par rapport à l'autre, on pourra réaliser les capteurs selon l'invention avec des éléments de paroi formant un angle différent, un angle plus important réalisant un capteur dont la concavité sera moins prononcée, ce qui est moins favorable du point de vue de l'énergie 25 transmise à l'éolienne, mais qui offrira une moindre résistance au vent lorsque le capteur est relevé par un vent violent, ce qui minimisera les risques de détérioration lorsque l'éolienne est soumise à un vent violent. In particular, although in the first two embodiments, the wall elements forming the front wall have been described in an arrangement at 20,900 ln relative to the other, the sensors according to the invention may be produced with wall elements forming a different angle, a larger angle providing a sensor whose concavity will be less pronounced, which is less favorable from the point of view of the energy transmitted to the wind turbine, but which will offer less resistance to wind when the sensor is lifted by a strong wind, which will minimize the risk of deterioration when the wind turbine is subjected to a strong wind.

Dans le second mode de réalisation, on peut éga30 lement prévoir de recouvrir la face extérieure des plaques en tôle ondulée 30 par des plaques à surface lisse afin de minimiser le frottement du vent et de favoriser sa déviation lorsque la face convexe est face au vent (capteurs remontant le vent). In the second embodiment, it is also possible to cover the outside face of the corrugated sheet plates 30 with plates with a smooth surface in order to minimize the friction of the wind and to favor its deviation when the convex face is facing the wind ( wind sensors).

On notera également sur la figure 1 que dans le 1l mode de réalisation illustré, les cellules immédiatement adjacentes à l'arbre 1 ne comportent pas de capteurs de vent. Compte tenu de la faible distance de ces cellules par rapport à l'axe de rotation de l'arbre 1, la mise en 5 place de capteurs de vent dans cette partie de l'éolienne augmenterait la résistance au vent sans apporter d'augmentation significative de la puissance fournie à l'éolienne. Il est donc préférable de laisser le vent s'écouler librement dans cette partie de l'éolienne. It will also be noted in FIG. 1 that in the 11 embodiment illustrated, the cells immediately adjacent to the shaft 1 do not include wind sensors. Given the small distance of these cells from the axis of rotation of the shaft 1, the installation of wind sensors in this part of the wind turbine would increase the wind resistance without bringing a significant increase of the power supplied to the wind turbine. It is therefore preferable to let the wind flow freely in this part of the wind turbine.

Bien que l'arbre 1 ait été décrit selon une réalisation à partir d'un tube de section circulaire, cet arbre peut être réalisé selon toute section polygonale et être réalisé sous forme d'une charpente métallique ajourée minimisant la prise au vent. Although the shaft 1 has been described according to an embodiment from a tube of circular section, this tree can be made in any polygonal section and be made in the form of an openwork metal frame minimizing the wind resistance.

Bien qu'il ait été fait plus particulièrement référence au polyéthylène et à la tôle ondulée comme matériaux constitutifs des capteurs de vent, on pourra réaliser les capteurs de vent selon l'invention selon des structures et avec des matériaux extrêmement variés, y 20 compris des capteurs de vent en bois, la paroi frontale pouvant être réalisée par des assemblages de planchettes de bois montées selon des croisillons afin de récupérer une partie de l'énergie du vent tout en permettant un passage du vent à travers les capteurs de façon à éviter 25 des refoulements du vent avec tous les problèmes qui en découlent. Bien que l'éolienne selon l'invention ait été illustrée avec trois étages seulement sur la figure 1, on remarquera que la structure décrite permet d'augmenter de 30 façon notable le nombre d'étages ainsi que le diamètre de chaque étage, et par voie de conséquence, la puissance de l'éolienne. Pour des éoliennes de grande dimension, la plaque métallique 5 sera avantageusement remplacée par un assem35 blage de poutrelles réalisant une construction métallique 2847951 12 annulaire reliant les bras 13 entre eux et supportant les jeux de roues 6. Although particular reference has been made to polyethylene and corrugated sheet as constituent materials for wind sensors, the wind sensors according to the invention can be produced according to structures and with extremely varied materials, including wooden wind sensors, the front wall being able to be produced by assemblies of wooden boards mounted according to crosspieces in order to recover part of the wind energy while allowing wind to pass through the sensors so as to avoid 25 backdrafts with all the problems that arise from it. Although the wind turbine according to the invention has been illustrated with only three stages in FIG. 1, it will be noted that the structure described makes it possible to significantly increase the number of stages as well as the diameter of each stage, and by Consequently, the power of the wind turbine. For large wind turbines, the metal plate 5 will advantageously be replaced by an assembly of beams producing an annular metal construction 2847951 12 connecting the arms 13 to each other and supporting the sets of wheels 6.

Claims

1. Wind turbine comprising a shaft (1) mounted vertically to rotate on a frame (2), horizontal support arms (13) fixed to the shaft (1) and extending radially with respect thereto and sensors attached to the support arms, characterized in that the wind sensors (18, 41, 42) are mounted on the support arms to pivot freely around a horizontal axis, 10 and have a front wall defining a concave face (21 ) and a convex face (22).

2. Wind turbine according to claim 1, characterized in that the wind sensors (18) are spaced from each other.

3. Wind turbine according to claim 2, characterized in that the wind sensors (18) are arranged in a checkerboard pattern.

4. Wind turbine according to claim 1, characterized in that the front wall (30) has at least one opening (33).

5. Wind turbine according to claim 4, characterized in that the opening (33) extends to the center of the sensors (41).

6. Wind turbine according to claim 1, characterized in that the front wall of the wind sensors (18) comprises two wall elements (19) fixed to each other according to a V having an edge (20) extending parallel to the support arm (13) corresponding.

7. Wind turbine according to claim 6, characterized in that the wind sensors (18) comprise spacers (23) extending perpendicular to the V-shaped walls.

8. Wind turbine according to claim 7, characterized in that the spacers (23) project from the front wall (19) on the side of the concave face (21).

9. Wind turbine according to claim 1, characterized in that the front wall (30) has a non-smooth surface on the side of the concave face.

10. Wind turbine according to claim 1, characterized in that it comprises a plate (5) fixed to the shaft (1) and bearing by wheels (6) on a part (9) of the frame forming a path bearing (8).

11. Wind turbine according to claim 10, characterized in that it comprises at least one generator 10 (10) fixed to the frame and comprising a drive wheel (11) bearing on a circular rail (12) carried by the plate ( 5).