FR2848261A1

FR2848261A1 - Wind powered electricity generator includes large chimney open to atmosphere at its top and extended at its base by divided chamber having spaced conduits inside of which turbines are disposed to run alternators in direction of chamber

Info

Publication number: FR2848261A1
Application number: FR0215377A
Authority: FR
Inventors: Alexis Asty
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-12-05
Filing date: 2002-12-05
Publication date: 2004-06-11

Abstract

The generator includes a large chimney (2) that is open to the atmosphere at its top and is extended at its base by a divided chamber (3) that communicates with cylindrical profile conduits (4) disposed at regular intervals and separated by deflectors (17). The conduits are each extended in the direction towards the exterior of the chamber (3) by conical profile conduits (5), having an outlet section (6) fixed to ventilation shutters (13). Turbines (8) are disposed in the interior of each conduit so that alternators are run in the direction of the chamber. Blades (10) are disposed in an annular passage (12) enabling communication of air between the chamber and the conical outlet conduit (5).

Description

II

PERFECTIONNEMENTS AUX GENERATEURSIMPROVEMENTS ON GENERATORS

D'ENERGIE AERODYNAMIQUE La présente invention est relative à un générateur d'énergie électrique aérodynamique pour la production d'électricité par l'intermédiaire de la masse de l'air contenu dans l'atmosphère. The present invention relates to an aerodynamic electric energy generator for the production of electricity through the mass of the air contained in the atmosphere.

On connaît les difficultés d'exploitation de l'énergie aérodynamique, notamment au moyen des éoliennes: le vent est irrégulier, en force comme en direction et, pour obtenir un bon rendement, une régulation est nécessaire. Les conditions atmosphériques extrêmes risquent d'immobiliser le système, voire de l'endommager et il faut s'en protéger le mieux possible. La puissance disponible 15 est irrégulière, discontinue et il faut la stocker si on ne peut pas l'utiliser immédiatement. Les couches basses de l'atmosphère sont ralenties, il faut donc opérer à une certaine altitude, sans pour autant encombrer l'espace aérien ou porter gravement atteinte au paysage. We know the difficulties of using aerodynamic energy, especially by means of wind turbines: the wind is irregular, in force as in direction and, to obtain a good performance, regulation is necessary. Extreme weather conditions may immobilize or damage the system and should be protected as much as possible. The available power is irregular, discontinuous and must be stored if it can not be used immediately. The lower layers of the atmosphere are slowed, so it is necessary to operate at a certain altitude, without encumbering the airspace or seriously damaging the landscape.

Pour pallier ces inconvénients, on a imaginé un dispositif susceptible de capter et d'utiliser la puissance motrice de l'air considérée en tant que masse pesante. To overcome these drawbacks, a device has been devised capable of capturing and using the motive power of air considered as a heavy mass.

On sait en effet que l'atmosphère est une masse importante exposée aux radiations directes du soleil, qui n'échappe pas à la pesanteur et qui est 25 constituée par une infinité de molécules en perpétuelle agitation thermique maintenue grâce à l'énergie qu'elles reçoivent du soleil. Ce mouvement de matière est un travail qui tend constamment à s'opposer à la pesanteur et sans cet apport d'énergie solaire, l'agitation moléculaire diminuerait jusqu'à provoquer la liquéfaction de l'air. On constate donc qu'il se crée un équilibre entre la force de 30 gravitation et l'énergie cinétique moléculaire d'o il en résulte densité et température. Mais on constate également que ce travail moléculaire s'annule de lui-même parce qu'il agit en tous sens, d'o le fait qu'il soit peu perceptible. It is known that the atmosphere is a large mass exposed to direct radiation from the sun, which does not escape gravity and which is constituted by an infinity of molecules in perpetual thermal agitation maintained by the energy they receive the sun. This movement of matter is a work that tends constantly to oppose gravity and without this contribution of solar energy, the molecular agitation would decrease until causing the liquefaction of the air. It is thus found that an equilibrium is created between the gravitational force and the molecular kinetic energy from which density and temperature result. But we also note that this molecular work is self-canceling because it acts in all directions, hence the fact that it is not very noticeable.

Par conséquent, on comprend que dans un volume d'air parfaitement calme, le 35 parcours moyen des molécules connaît une stabilité idéale. Il apparaît donc qu'une masse d'air quelconque est toujours apte à " éclater " dans le sens o faiblit la pression. Dans ce cas, l'énergie cinétique est spontanément fournie par le milieu ambiant qui la reçoit constamment du soleil, directement ou indirectement. Mais il va de soi que pour faire travailler rationnellement l'énergie 40 solaire, il faut que la gravitation et le travail moléculaire de l'air agissent dans le même sens, ne serait-ce que pendant un temps très court. C'est ce que vise à obtenir le dispositif, objet de la présente invention. Therefore, it is understood that in a perfectly calm volume of air, the average path of the molecules is ideally stable. It therefore appears that any air mass is always able to "burst" in the direction where the pressure is weakening. In this case, the kinetic energy is spontaneously supplied by the ambient environment which receives it constantly from the sun, directly or indirectly. But it goes without saying that in order to make solar energy work rationally, the gravitation and the molecular work of the air must act in the same direction, if only for a very short time. This is intended to obtain the device object of the present invention.

Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend 45 une cheminée de grande dimension, ouverte à l'atmosphère par sa partie supérieure et prolongée à sa base par une chambre de répartition communiquant avec des conduits à profil cylindrique disposés à intervalles réguliers et séparés par des déflecteurs, lesdits conduits cylindriques se prolongeant chacun en direction de l'extérieur de la chambre par un conduit à profil conique dont la section de sortie est solidaire d'un rideau de ventilateurs et des turbines disposées à l'intérieur de chaque conduit de manière que les alternateurs soient dirigés en direction de la chambre de répartition et que les pâles soient disposées 5 dans un passage annulaire permettant la communication de l'air entre la chambre et le conduit conique de sortie. The aerodynamic energy generator according to the present invention comprises a large chimney, open to the atmosphere at its upper part and extended at its base by a distribution chamber communicating with cylindrical ducts arranged at regular and separate intervals. by deflectors, said cylindrical ducts each extending towards the outside of the chamber by a conical profile duct whose outlet section is integral with a curtain of fans and turbines arranged inside each duct In this way the generators are directed towards the distribution chamber and the blades are arranged in an annular passageway allowing the communication of air between the chamber and the conical outlet duct.

Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend, au niveau de chaque conduit cylindrique, une isolation thermique. 10 Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend une chambre de répartition qui présente un diamètre interne supérieur à celui de la cheminée. The aerodynamic energy generator according to the present invention comprises, at each cylindrical duct, a thermal insulation. The aerodynamic energy generator according to the present invention comprises a distribution chamber which has an internal diameter greater than that of the chimney.

Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend un passage annulaire dont les dimensions sont déterminées par le diamètre interne du conduit cylindrique et le diamètre externe de la turbine. The aerodynamic energy generator according to the present invention comprises an annular passage whose dimensions are determined by the internal diameter of the cylindrical duct and the outer diameter of the turbine.

Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend 20 des ventilateurs qui comportent, chacun, un moteur entraînant en rotation des hélices disposées à l'intérieur du conduit conique pour permettre l'extraction de l'air contenu dans ledit conduit conique. The aerodynamic energy generator according to the present invention comprises fans each having a motor rotating the propellers disposed within the conical duct to permit extraction of the air contained in said conical duct.

Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend 25 des ventilateurs qui sont fixés les uns à cotés des autres en laissant entre chacun un passage pour la libre circulation de l'air entre l'intérieur du conduit et l'extérieur. Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend 30 une dalle en béton permettant la fixation de la cheminée par l'intermédiaire de la chambre de répartition et des conduits à profil conique. The aerodynamic energy generator according to the present invention comprises fans which are fixed next to each other, leaving between each a passage for the free flow of air between the inside of the duct and the outside. The aerodynamic energy generator according to the present invention comprises a concrete slab for fixing the chimney via the distribution chamber and the conical profile ducts.

La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention, les 35 caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Figure I est une vue en coupe illustrant le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention. The following description with reference to the accompanying drawings, given by way of non-limiting example, will make it possible to better understand the invention, the characteristics it has and the advantages that it is likely to provide: FIG. sectional view illustrating the aerodynamic energy generator according to the present invention.

Figure 2 est une vue de dessus représentant un exemple de disposition des alternateurs du générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention. Figure 3 est une vue de détail montrant la disposition des alternateurs de chaque turbine du générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention. Figure 2 is a top view showing an example of arrangement of the alternators of the aerodynamic energy generator according to the present invention. Figure 3 is a detailed view showing the arrangement of the alternators of each turbine of the aerodynamic energy generator according to the present invention.

Figure 4 est une vue de face montrant le rideau de ventilateurs disposés à la sortie de la chambre à profil conique du générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention. Figure 4 is a front view showing the curtain of fans disposed at the outlet of the conical profile chamber of the aerodynamic energy generator according to the present invention.

On a montré en figures 1 à 4 un générateur d'énergie aérodynamique 1 permettant d'utiliser l'énergie solaire prise dans l'air au niveau de l'énergie cinétique moléculaire. FIGS. 1 to 4 show an aerodynamic energy generator 1 making it possible to use solar energy taken from the air at the level of molecular kinetic energy.

Le générateur d'énergie 1 est constitué d'une cheminée verticale 2 ouverte dans 10 sa partie supérieure de grande dimension qui est, par exemple, de forme cylindrique. Cette cheminée permet de localiser une importante masse d'air qui sera protégée des courants d'air extérieurs afin que cette masse soit organisée et non perturbée. The energy generator 1 consists of a vertical chimney 2 open in its upper part of large size which is, for example, of cylindrical shape. This chimney makes it possible to locate a large mass of air that will be protected from outside drafts so that this mass is organized and undisturbed.

On note que la masse d'air va jouer un rôle de masse pesante organisée à la base de la cheminée 2 permettant le fonctionnement du générateur d'énergie 1. It is noted that the mass of air will play a heavy weight role organized at the base of the chimney 2 allowing the operation of the energy generator 1.

La cheminée 2 est solidaire à sa base d'une chambre de répartition 3 présentant un diamètre interne supérieur à celui de ladite cheminée. 20 La chambre de répartition 3 communique avec des conduits 4 à profil cylindrique disposés à intervalles réguliers sur le pourtour de ladite chambre. The chimney 2 is integral at its base with a distribution chamber 3 having an internal diameter greater than that of said chimney. The distribution chamber 3 communicates with conduits 4 having a cylindrical profile arranged at regular intervals around the periphery of said chamber.

La chambre de répartition 3 comporte entre chaque conduit 4 et au niveau de leur 25 entrée des déflecteurs 17 à profil incliné permettant de diriger l'air en direction de chaque conduit. The distribution chamber 3 comprises between each duct 4 and at their inlet deflectors 17 inclined profile for directing air towards each duct.

Chaque conduit 4 se prolonge en direction de l'extérieur de la chambre 3 par un conduit 5 à profil conique dont la section de sortie 6 présente une forme 30 rectangulaire ou carrée. Each duct 4 extends towards the outside of the chamber 3 by a duct 5 of conical profile whose outlet section 6 has a rectangular or square shape.

Chaque conduit 4 comporte sur sa face externe entre la chambre 3 et le conduit 5 à profil conique une isolation thermique et calorifuge 7 permettant d'améliorer les conditions de fonctionnement du générateur d'énergie 1. 35 A l'intérieur de chaque conduit 4 est fixé une turbine 8 raccordée à un réseau électrique et comportant, à la manière connue en soi, un corps principal 9, des pâles 10 guidées en rotation, et un alternateur 11 pour la production d'électricité. Each duct 4 has on its outer face between the chamber 3 and the duct 5 conical profile heat insulation and heat insulating 7 to improve the operating conditions of the energy generator 1. 35 Inside each duct 4 is attached a turbine 8 connected to an electrical network and comprising, in the manner known per se, a main body 9, blades 10 guided in rotation, and an alternator 11 for the production of electricity.

Chaque turbine 8 est disposée de manière que son alternateur 11 soit dirigé en direction de la chambre de répartition 3 se trouvant à la base de la cheminée 2 du générateur d'énergie 1 pour permettre le refroidissement de ce dernier lors du passage de l'air. Each turbine 8 is arranged so that its alternator 11 is directed towards the distribution chamber 3 located at the base of the stack 2 of the energy generator 1 to allow cooling of the latter during the passage of air .

Ainsi, le diamètre interne du conduit 4 et le diamètre externe de la turbine 8 permettent de déterminer les dimensions d'un passage annulaire 12 pour la communication de l'air entre la chambre 3 et le conduit conique 5 de sortie. Thus, the internal diameter of the duct 4 and the external diameter of the turbine 8 make it possible to determine the dimensions of an annular passage 12 for the communication of air between the chamber 3 and the conical outlet duct 5.

Egalement, le passage 12 reçoit les pâles 10 de la turbine 8 qui seront entraînées en rotation par la vitesse de déplacement de l'air entre la chambre 3 et le conduit conique de sortie 5. Also, the passage 12 receives the blades 10 of the turbine 8 which will be rotated by the speed of movement of the air between the chamber 3 and the conical outlet duct 5.

Le conduit conique 5 comporte, au niveau de sa sortie vers l'extérieur, un rideau de ventilateursl 3 placés les uns à coté des autres sur toute la surface de sortie 6 de section rectangulaire ou carrée (figure 4). The conical duct 5 comprises, at its outlet towards the outside, a curtain of fans 1 placed next to each other over the entire exit surface 6 of rectangular or square section (FIG. 4).

Chaque ventilateur 13 comporte un moteur 14 qui entraîne en rotation des hélices 10 15 permettant l'extraction de l'air contenu dans le conduit conique 5. Pour cela, le moteur 14 est placé à l'extérieur du conduit 5 tandis que les hélices 15 de chaque ventilateur 13 sont disposées dans le plan vertical de la surface de sortie 6 pour être dirigées en direction de l'intérieur du conduit conique 5. Each fan 13 comprises a motor 14 which rotates propellers 10 15 for extracting the air contained in the conical duct 5. For this, the motor 14 is placed outside the duct 5 while the propellers 15 of each fan 13 are arranged in the vertical plane of the outlet surface 6 to be directed towards the inside of the conical duct 5.

Les ventilateurs 13 sont fixés sur des poutres horizontales ou verticales, non représentées, permettant de disposer les ventilateurs 13 les uns à coté des autres en laissant entre chacun un passage 16 pour la libre circulation de l'air entre l'intérieur du conduit 5 et l'extérieur. The fans 13 are fixed on horizontal or vertical beams, not shown, to arrange the fans 13 next to each other leaving between each a passage 16 for the free flow of air between the inside of the duct 5 and outside.

Cette disposition particulière des ventilateurs 13 permet que ces derniers ne fonctionnent pas comme un aspirateur risquant de créer une dépression à l'intérieur du conduit 5. This particular arrangement of the fans 13 makes it possible for the latter not to function as a vacuum cleaner which may create a vacuum inside the duct 5.

On note que lorsque le générateur d'énergie 1 est à l'arrêt, l'air remplit le système 25 de façon homogène, c'est à dire que la cheminée 2, la chambre de répartition 3 et les conduits 4 et 5 sont remplis d'air. Note that when the energy generator 1 is stopped, the air fills the system 25 homogeneously, that is to say that the stack 2, the distribution chamber 3 and the ducts 4 and 5 are filled air.

Lorsque les ventilateurs 13 se mettent en marche, au moyen d'une source électrique extérieure, ils poussent l'air contenu dans les conduits 4 et 5 vers 30 l'extérieur. When the fans 13 turn on, by means of an external electrical source, they push the air contained in the ducts 4 and 5 to the outside.

Ainsi, un déplacement d'air se produit dans tout le générateur d'énergie 1, c'est à dire dans la cheminée 2, la chambre de répartition 3 et les conduits 4 et 5. De ce fait, la masse d'air qui est contenue dans la cheminée 2 suit immédiatement et 35 subit l'accélération de la pesanteur afin d'acquérir de l'énergie cinétique. Thus, an air movement occurs throughout the energy generator 1, that is to say in the chimney 2, the distribution chamber 3 and the ducts 4 and 5. As a result, the air mass that is contained in the chimney 2 immediately follows and 35 undergoes the acceleration of gravity in order to acquire kinetic energy.

On constate que le générateur 1 ne dépense pas d'énergie pour faire descendre l'air dans la cheminée 2, car l'afflux descendant sature la demande au niveau des turbines 8. It is found that the generator 1 does not expend energy to lower the air in the chimney 2, because the downward influx saturates the demand at the turbines 8.

Dans ces conditions, au passage de l'air au niveau des turbines 8, on se trouve entre deux sources à savoir: * En amont des turbines 8, c'est à dire dans la chambre de répartition 3, une source SC dite " source chaude "; <* En aval des turbines 8, c'est dire dans le conduit à profil conique 5, une source SF dite " source froide ". Under these conditions, at the passage of the air at the level of the turbines 8, one is between two sources namely: * Upstream of the turbines 8, ie in the distribution chamber 3, a so-called source SC source hot "; <* Downstream of the turbines 8, that is to say in the duct conical profile 5, a source SF called "cold source".

Lorsque l'air traverse le passage annulaire 12 prévu au niveau de chaque turbine 8, le mouvement brownien s'organise, une de ses directions devient hautement privilégiée par rapport à l'autre et l'air " éclate " vers l'espace aval, c'est à dire dans le conduit conique 5. When the air passes through the annular passage 12 provided at each turbine 8, the Brownian movement is organized, one of its directions becomes highly privileged relative to the other and the air "bursts" towards the downstream space, that is to say in the conical duct 5.

Ainsi, en amont immédiat des turbines 8, la masse d'air vient frapper les pâles 10 5 de chaque turbine 8 et produit alors une pression dynamique permettant d'entraîner lesdites pâles en rotation, afin que chaque alternateur 11 puisse produire de l'énergie électrique. Thus, immediately upstream of the turbines 8, the air mass strikes the blades 10 5 of each turbine 8 and then produces a dynamic pressure to drive said blades in rotation, so that each alternator 11 can produce energy electric.

Lorsque l'air quitte chaque turbine 8, le flux d'air est doté d'une vitesse importante 10 qui fuit à l'intérieur du conduit conique 5, tandis que les ventilateurs 13 permettent d'extraire cette source froide SF à l'extérieur et dans l'atmosphère ambiante. When the air leaves each turbine 8, the air flow is provided with a high speed 10 which leaks inside the conical duct 5, while the fans 13 make it possible to extract this cold source SF outside. and in the ambient atmosphere.

On note que le rideau de ventilateurs 13 permet, au départ, de lancer le générateur d'énergie 1 en créant une aspiration de l'air de la source chaude SC 15 contenu dans la chambre de répartition 3 pour l'amener dans les passages annulaires 12 prévus au niveau de chaque turbine 8. It will be noted that the curtain of fans 13 makes it possible, initially, to start the energy generator 1 by creating a suction of the air from the hot source SC 15 contained in the distribution chamber 3 to bring it into the annular passages 12 provided at each turbine 8.

Ensuite, pendant le fonctionnement du générateur d'énergie 1 le rideau de ventilateurs 13 permet l'extraction de l'air de la source froide SF contenu dans le 20 conduit conique 5 à l'extérieur, c'est à dire, dans la masse atmosphérique ambiante. On constate que la section du rideau de ventilateurs 13 doit être N fois plus grande que la section du passage annulaire 12 prévue au niveau de chaque 25 turbine 8 permettant de déterminer une vitesse de sortie de l'air suffisamment faible, et donc une faible consommation d'énergie, pour l'entraînement en rotation du rideau de ventilateurs 13. Then, during the operation of the energy generator 1 the fan curtain 13 allows the extraction of air from the cold source SF contained in the conical duct 5 outside, that is, in the mass ambient atmospheric. It is found that the section of the fan curtain 13 must be N times greater than the section of the annular passage 12 provided at each turbine 8 for determining a sufficiently low air outlet velocity, and therefore low consumption. of energy, for rotating the fan curtain 13.

On remarque que le générateur d'énergie suivant la présente invention est fixé 30 sur une dalle de béton 18 permettant la fixation de la cheminée 1 par l'intermédiaire de la chambre de répartition 3 et la fixation des conduits à profil conique 5 au niveau de chaque section de sortie 6. Note that the energy generator according to the present invention is fixed on a concrete slab 18 for fixing the chimney 1 through the distribution chamber 3 and the attachment of the conical profile pipes 5 at the level of each exit section 6.

Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a 35 titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécutions décrits par tout autre équivalent. It should further be understood that the foregoing description has been given by way of example only and that it in no way limits the scope of the invention from which one would not go out by replacing the details of executions. described by any other equivalent.

Claims

1. aerodynamic energy generator, characterized in that it comprises a chimney (2) of large size, open to the atmosphere from its upper part and extended at its base by a distribution chamber (3) communicating with conduits Cylindrical profile (4) arranged at regular intervals and separated by baffles (17), said cylindrical ducts (4) each extending towards the outside of the chamber (3) by a conical profile duct (5) whose outlet section (6) is integral with a curtain of fans (13) and turbines (8) disposed inside each duct (4) so that the alternators (11) are directed towards the distribution chamber (3) and that the blades (10) are arranged in an annular passage (12) allowing the communication of air between the chamber (3) and the conical outlet duct (5).

2. aerodynamic energy generator according to claim 1, characterized in that each cylindrical duct (4) has on its outer face between the chamber (3) and the conical duct (5) a thermal insulation (7).

Aerodynamic power generator according to Claim 1, characterized in that the distribution chamber (3) has an internal diameter greater than that of the chimney (2).

4. aerodynamic power generator according to claim 1, characterized in that the internal diameter of the cylindrical duct (4) and the outer diameter of the turbine (8) to determine the dimensions of the annular passage (12).

Aerodynamic energy generator according to Claim 1, characterized in that each fan (13) comprises a motor (14) rotating the propellers (15) arranged inside the conical duct (5) to allow the rotation of the fan (13). extracting the air contained in said conical duct (5). 35

Aerodynamic energy generator according to Claim 6, characterized in that the fans (13) are fixed next to each other, leaving a passage (16) between each for free circulation of air between the inside. duct (5) and the outside.

Aerodynamic power generator according to Claim 1, characterized in that the stack (2) via the distribution chamber (3) and the conical profile ducts (5) at each outlet section ( 6) are fixed on a concrete slab (18).