FR2868483A1 - Quadri-rotor windmill for windmill park, has four respective rotors arranged in upstream and downstream of pivoting structure in respective stages such that assembly of rotors is balanced on vertical pivoting axis - Google Patents

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Abstract

The windmill has two rotors (3, 4) arranged in an upstream and downstream of a pivoting structure (1), respectively in one stage and rotors (5, 6) arranged in downstream and upstream of the structure, respectively in another stage, such that assembly of the rotors is balanced on a vertical pivoting axis (7). The assembly naturally orients opposite to the wind direction and can be disoriented automatically by aerodynamic units. An independent claim is also included for offshore or terrestrial windmill park comprising 6 to 60 quadritotor windmill.

Description

La présente invention est relative à un type d'éolienne à quatre rotorsThe present invention relates to a type of wind turbine with four rotors

non coaxiaux groupés sur un support commun et dénommé éolienne quadrirotor, et plus particulièrement à des moyens destinés à faciliter la réalisation pratique et économique de ce type d'éolienne et à en rendre l'exploitation plus sure, plus durable et plus  non coaxial grouped on a common support and called quadrotor wind turbine, and more particularly to means intended to facilitate the practical and economic realization of this type of wind turbine and to make the operation safer, more durable and more

productive.productive.

Des projets d'éoliennes à quatre rotors existent depuis longtemps, par exemple celui de Lucien ROMANI en France et celui plus récent de Friedrich KLINGER en Allemagne qui concernent des éoliennes d'une puissance de 10 MW soit le double de celle des éoliennes monorotors les plus puissantes à ce jour. On connaît également une petite éolienne à quatre rotors construite par la société Hollandaise LAGERWEY et exploitée plusieurs années durant.  Four-rotor wind turbine projects have been in existence for a long time, for example Lucien ROMANI in France and Friedrich KLINGER's more recent one in Germany for wind turbines with a capacity of 10 MW, double that of single-rotor wind turbines. powerful to date. We also know a small wind turbine with four rotors built by the Dutch company LAGERWEY and operated for several years.

Le type d'éolienne quadrirotor présente l'avantage de permettre la réalisation d'une éolienne d'une puissance supérieure à celle d'une éolienne de type monorotor sans avoir à utiliser des rotors gigantesques ni des dispositifs de conversion électromécaniques très lourds. Par exemple les quatre rotors d'une éolienne quadrirotor peuvent remplacer avantageusement un rotor unique de diamètre double avec une masse et un coût totaux moitié moindre.  The type of quadrotor wind turbine has the advantage of allowing the realization of a wind turbine of a greater power than that of a wind turbine type monorotor without having to use gigantic rotors or very heavy electromechanical conversion devices. For example the four rotors of a quadrotor wind turbine can advantageously replace a single rotor of double diameter with a mass and a total cost of less than half.

Il est moins connu que l'espacement nécessaire pour éviter la turbulence de sillage entre deux éoliennes quadrirotors se calculant par rapport au diamètre de l'un des quatre rotors, ces éoliennes quadrirotors pourront être deux fois plus rapprochées l'une de l'autre à surface balayée par les rotors égale que des éoliennes monorotors de diamètre double. Il s'ensuit qu'à surface balayée par les rotors égale, un parc éolien formé de quadrirotors n'occupera que le quart de la surface d'un parc éolien formé de monorotors.  It is less known that the spacing necessary to avoid wake turbulence between two quadrotor turbines being calculated with respect to the diameter of one of the four rotors, these quadrotor turbines may be twice as close to each other at surface swept by the rotors equal that twin diameter wind turbines monorotors. As a result, with a flat surface swept by equal rotors, a wind farm consisting of quadrotors will occupy only a quarter of the surface of a wind farm composed of monorotors.

Cependant ces avantages sont restés jusqu'à ce jour purement théoriques car il existe de nombreuses incertitudes en ce qui concerne la meilleure architecture d'une éolienne quadrirotor. L'équilibrage des masses excentrées, la disposition et le sens de rotation des rotors, l'orientation des rotors par rapport à la direction du vent, la synchronisation des quatre rotors et des quatre alternateurs, les problèmes de vibrations et de mise en résonance de l'ensemble, les moyens de sécurisation par tous les temps, le choix des composants, et les agencements mécaniques sont autant de difficultés requérant une solution et d'éviter une foule d'options malencontreuses.  However, these advantages have remained to date purely theoretical because there are many uncertainties regarding the best architecture of a quadrotor wind turbine. Balancing the eccentric masses, the arrangement and direction of rotation of the rotors, the orientation of the rotors with respect to the direction of the wind, the synchronization of the four rotors and the four alternators, the problems of vibrations and resonance of all, means of securing in all weathers, the choice of components, and mechanical arrangements are all difficulties requiring a solution and to avoid a host of unfortunate options.

Par exemple on connaît l'assemblage des quatre rotors tous en amont de l'axe de pivotement et leur assemblage tous en aval de cet axe de pivotement. Dans ces deux agencements, il faut employer un ou plusieurs contrepoids pour obtenir l'équilibrage sur l'axe de pivotement. On connaît aussi l'emploi de rotors à pas fixe par Lucien ROMANI qui simplifie l'équilibrage aérodynamique des quatre rotors. On connaît encore plus généralement l'emploi de rotors à pas variable qui peuvent être mis en drapeau en cas de tempête mais qui exigent une synchronisation et une fiabilité parfaite des mécanismes de variation de pas.  For example, the assembly of the four rotors is known all upstream of the pivot axis and their assembly all downstream of this pivot axis. In these two arrangements, one or more counterweights must be used to achieve balancing on the pivot axis. The use of fixed pitch rotors by Lucien ROMANI is also known, which simplifies the aerodynamic balancing of the four rotors. More generally known is the use of variable pitch rotors which can be feathered in the event of a storm but which require synchronization and perfect reliability of pitch variation mechanisms.

Une des idées admises pour la constitution d'une éolienne quadrirotor consiste à emprunter le rotor et la nacelle d'une éolienne de type éprouvé monorotor et d'en monter quatre exemplaires aux extrémités de vergues pivotantes autour d'un mât, ou bien de deux vergues fixes horizontales liées rigidement à un mât pivotant à sa base. Il s'avère à l'examen que cette façon de procéder en apparence économique car promettant d'éviter l'étude et la fabrication de rotors et de nacelles spécifiques est difficilement réalisable et n'offre pas une sécurité suffisante car les conditions de fonctionnement d'une éolienne à quatre rotors sont très spécifiques. Par exemple les pales des quatre rotors tournant au voisinage les unes des autres ne doivent pas fléchir ni vibrer sous peine de voir entrer en résonance l'ensemble de l'éolienne. On a également intérêt, aussi bien pour en simplifier l'accès et l'entretien que pour réduire la masse suspendue et giratoire des quatre nacelles à mettre en commun un maximum de fonctions et de dispositifs, contrôle électrique, lubrification et refroidissement des alternateurs. Le support fixe, de préférence de grande hauteur doit également bénéficier d'une stabilité et d'une rigidité supérieures à celle des supports et mâts tubulaires verticaux usuels.  One of the accepted ideas for the constitution of a quadrotor wind turbine is to borrow the rotor and the nacelle from a proven monorotor type wind turbine and to mount four specimens at the ends of swinging yards around a mast, or two horizontal fixed yachts rigidly connected to a mast pivoting at its base. It appears from the examination that this seemingly cost-effective method of avoiding the study and manufacture of specific rotors and nacelles is difficult to achieve and does not provide sufficient safety because the operating 'a wind turbine with four rotors are very specific. For example, the blades of the four rotors rotating in the vicinity of each other must not bend or vibrate at the risk of seeing resonance of the entire wind turbine. It is also of interest to simplify access and maintenance as well as to reduce the suspended and gyrating mass of the four nacelles to share a maximum of functions and devices, electrical control, lubrication and cooling generators. The fixed support, preferably of high height must also benefit from stability and rigidity greater than that of conventional vertical supports and tubular poles.

L'invention concerne donc en premier lieu l'architecture générale et la disposition des quatre rotors d'une éolienne quadrirotor caractérisée en ce que ses quatre rotors sont d'un type à pas fixe et que leur plans de rotation peuvent être tous ensemble déviés ou effacés sur commande ou automatiquement dans le lit du vent ou en position neutre. Pour obtenir ce résultat les quatre rotors sont disposés sur deux étages et dans deux plans parallèles de part et d'autre de la structure pivotante qui surmonte un pylône fixe. Par ce moyen on constitue un double birotor à disposition amont / aval tel que EP96 401 818.8-2317, Selon cet agencement croisé et équilibré amont / aval à un étage et aval / amont à l'autre, il existe quatre variantes dont les rotors sont contrarotatifs supra divergents à un étage et supra convergents à l'autre. En nommant de gauche à droite A et B les rotors de l'étage inférieurs et C et D les rotors de l'étage supérieur on dénombre ces quatre dispositions: 1 A en amont B en aval supra convergent C en aval D en amont supra divergents 2 A en amont B en aval supra divergent C en aval D en amont supra convergent 3 A en aval B en amont supra convergent C en amont D en aval supra divergent 4 A en aval B en amont supra divergent C en amont D en aval supra convergent Selon ces quatre dispositions, l'ensemble des masses pivotantes est équilibré et son centre de gravité coïncide avec l'axe de pivotement. Les couples des quatre rotors s'annulent et les mouvements d'enroulement des quatre vortex constituent une espèce d'engrenage aérodynamique qui réduit les vibrations ainsi que probablement le bruit. L'équilibrage aérodynamique gauche / droite est conservé quand on immobilise deux rotors d'un même étage mais que l'on maintient les deux autres rotors en fonctionnement normal. Une panne quelconque sur l'un des rotors n'oblige ainsi à arrêter que deux rotors et n'entraîne la perte que de la moitié du productif.  The invention therefore relates first of all to the general architecture and arrangement of the four rotors of a quadrotor wind turbine characterized in that its four rotors are of a fixed pitch type and that their rotational planes can all be deviated together or erased on command or automatically in the wind bed or in neutral position. To obtain this result the four rotors are arranged on two floors and in two parallel planes on either side of the pivoting structure which surmounts a fixed pylon. By this means, a double birotor with an upstream / downstream arrangement such as EP96 401 818.8-2317 is formed. According to this crossed and balanced arrangement upstream / downstream at one stage and downstream / upstream at the other end, there are four variants whose rotors are contrarotatives supra divergent at one stage and supra convergent at the other. By naming from left to right A and B the rotors of the lower stage and C and D the rotors of the upper stage, we count these four provisions: 1 A upstream B downstream supra convergent C downstream D upstream supra divergent 2 A upstream B downstream supra divergent C downstream D upstream supra convergent 3 A downstream B upstream supra convergent C upstream D downstream supra divergent 4 A downstream B upstream supra divergent C upstream D downstream supra convergent According to these four provisions, the set of pivoting masses is balanced and its center of gravity coincides with the pivot axis. The torques of the four rotors vanish and the winding movements of the four vortices are a kind of aerodynamic gear that reduces vibrations and probably noise. The left / right aerodynamic balance is maintained when two rotors of the same stage are immobilized but the other two rotors are kept in normal operation. Any failure on one of the rotors thus forces to stop only two rotors and causes the loss of only half of the productive.

L'emploi de rotors à pas fixe est autorisé d'une part en employant le contrôle aérodynamique passif de l'écoulement sur l'extrados des profils par le phénomène connu du décrochage aérodynamique et d'autre part au moyen de l'installation d'une puissance électrique capable d'absorber sans surchauffe ni emballement un couple éolien supérieur au cours des rafales et par vent fort. L'expérience antérieure en France sur un prototype monorotor dont le rotor éolien à pas fixe avait 30 m de diamètre et était équipé d'un alternateur d'une puissance nominale de 800 KW a démontré qu'il était possible de produire sans dommage une puissance de 1000 KW par vent de 20 m/seconde. En Offshore et dans de très bon sites terrestres, ce taux d'équipement électrique d'environ 1250 W par m2 de rotor permet d'exploiter beaucoup mieux le gisement éolien.  The use of fixed pitch rotors is allowed on the one hand by using the passive aerodynamic control of the flow on the extrados of the profiles by the known phenomenon of aerodynamic stall and on the other hand by means of the installation of an electric power capable of absorbing without overheating or racing a higher wind torque during gusts and strong winds. Previous experience in France with a monorotor prototype in which the fixed-pitch wind rotor was 30 m in diameter and was equipped with an alternator with a nominal power of 800 KW demonstrated that it was possible to produce power without damage. 1000 KW in wind of 20 m / second. In offshore and in very good terrestrial sites, this rate of electrical equipment of approximately 1250 W per m2 of rotor makes it possible to exploit much better the wind field.

Selon l'invention on emploie de préférence des rotors tripales ou bipales dont les pales sont biplanes. Les deux plans vrillés de chaque pale se joignent en un pied unique en forme de fourche et sont liés par un crochet d'extrémité et par une ou plusieurs membrures profilées et inclinées par exemple FR9700521 5. Selon l'invention, ces membrures de liaison de préférence des mâts simples, peuvent être vrillées, leurs extrémités se liant selon des angles différents de + ou 15% aux deux plans amont et aval. Ces membrures sont ainsi plus rigides et en régime normal contrarient moins les écoulements d'air de directions différentes sur l'intrados du plan aval (poussée) et l'extrados du plan amont (portance). Ce vrillage des membrures et leurs profils sont également conçus pour générer de la traînée aérodynamique à partir d'une certaine vitesse et ainsi limiter le risque d'emballement des rotors. On connaît chez Honnef des cordes et des profils différents des deux plans d'une pale biplane, selon une autre caractéristique de l'invention, on donnera aussi, à une même distance donnée du moyeu des incidences différentes de 0,5% à 5% aux plans avals et amont afin qu'ils ne décrochent pas au même moment.  According to the invention, it is preferable to use three-bladed or two-bladed rotors whose blades are biplanes. The two twisted planes of each blade join in a single fork-shaped foot and are connected by an end hook and by one or more profiled and inclined members, for example FR9700521 5. According to the invention, these connecting members of Preferably, single poles can be twisted, their ends bending at different angles of + or 15% at both upstream and downstream planes. These frames are thus more rigid and in normal regime counteract less air flows of different directions on the intrados of the downstream plane (thrust) and the extrados of the upstream plane (lift). This twisting of the chords and their profiles are also designed to generate aerodynamic drag from a certain speed and thus limit the risk of runaway rotors. Different strings and profiles of the two planes of a biplane blade are known from Honnef. According to another characteristic of the invention, at the same given distance from the hub, different incidences of 0.5% to 5% will also be given. downstream and upstream so they do not drop out at the same time.

Ces rotors légers et rigides sont plus faciles à porter de façon excentrée et pourront avoir une vitesse angulaire élevée et exploiter les vents forts sans crainte des vibrations. Selon une autre caractéristique de l'invention, les pales biplanes peuvent être constituées de plusieurs tronçons d'un encombrement réduit selon des découpes en S, chaque tronçon pouvant comprendre une partie de plan amont, une partie de plan aval et tout ou partie d'une ou plusieurs membrures de liaison. Tous ces tronçons peuvent être facilement et rigidement assemblés, au moyen par exemple de tringles.  These lightweight, rigid rotors are easier to carry eccentrically and can have high angular velocity and exploit high winds without fear of vibration. According to another characteristic of the invention, the biplane blades may consist of several sections of reduced size in S-shaped cuts, each section may comprise an upstream part of the plane, a downstream part of the plane and all or part of one or more connecting members. All these sections can be easily and rigidly assembled, for example by means of rods.

Les quatre alternateurs à commande centralisée sont de préférence du type asynchrone à double alimentation et à 3 régimes de rotation par exemple 1500 Tours/minute, 2000 et 2500 TM Correspondant à trois régimes de vent. Ces alternateurs sont munis d'une électronique de puissance connue AC / DC / AC.  The four alternators with central control are preferably asynchronous double feed type and 3 rotational speeds for example 1500 revolutions / minute, 2000 and 2500 TM corresponding to three wind regimes. These alternators are equipped with a known power electronics AC / DC / AC.

Lorsque le régime de rotation des quatre alternateurs et des quatre rotors est synchronisé, les caractéristiques aérodynamiques de fonctionnement des rotors sont les mêmes et ils s'orientent naturellement ensemble face à la direction du vent, d'autant plus facilement que leur contra rotation annule les couples de ces corps tournants. Lorsque la direction du vent change les quatre rotors sont attaqués d'abord obliquement par le vent puis ces rotors tendent à venir naturellement face au vent.  When the rotational speed of the four alternators and the four rotors is synchronized, the aerodynamic operating characteristics of the rotors are the same and they are naturally oriented together in the direction of the wind, all the more easily as their contra rotation cancels the couples of these rotating bodies. When the direction of the wind changes the four rotors are first attacked obliquely by the wind then these rotors tend to come naturally facing the wind.

Ce moyen d'orientation purement aérodynamique est appelé orientation libre en lacet et permet un gain de rendement par rapport à l'orientation discontinue en force et mécanisée et une réduction très notable des efforts de torsion du support.  This means of purely aerodynamic orientation is called free yaw orientation and allows a gain in efficiency compared to the discontinuous force and mechanized orientation and a very significant reduction of the torsional forces of the support.

L'ensemble des quatre rotors étant monté sur un support pivotant commun, ce pivot est la partie la plus sollicitée mécaniquement de toute l'éolienne quadrirotor. D'autre part, vus les changements continuels et plus ou moins rapides de l'orientation en lacet les oscillations de la partie mobile doivent absolument être atténuées. Une des solutions envisagée par l'invention est l'installation d'électro-aimants à flux magnétique variable et contrôlé par l'intensité du courant d'excitation des bobines des électro-aimants. Ce dispositif permet de freiner et amortir les oscillations de la structure pivotante sans aucune usure.  The set of four rotors being mounted on a common pivoting support, this pivot is the most mechanically stressed part of the entire quadrotor wind turbine. On the other hand, seen the continual and more or less rapid changes in yaw orientation oscillations of the moving part must absolutely be attenuated. One of the solutions envisaged by the invention is the installation of electromagnets with variable magnetic flux and controlled by the intensity of the excitation current of the coils of the electromagnets. This device makes it possible to brake and dampen oscillations of the pivoting structure without any wear.

Plusieurs agencements du pivot peuvent être employés dérivé chacun des mécanisme de pivotement connus des grues de grande capacité. Par exemple la structure pivotante peut être constituée comme une lanterne de grue reposant sur une platine au sommet d'un fût fixe encastré dans la partie supérieure du pylône fixe et qui le prolonge, et être guidée latéralement en partie basse autour de ce fût. Dans ce cas la sensibilité du mécanisme de pivotement est très élevée. La structure pivotante peut aussi reposer sur une couronne de rouleaux autour de la base du fut fixe et n'être que guidée à son sommet. La structure pivotante peut encore se prolonger axialement à l'intérieur du pylône fixe par un fut plus ou moins long et pivoter sur une platine ou sur une couronne de rouleaux fortement soutenus. Dans ce dernier cas, un important flotteur cylindrique solidaire du fût pourra en offshore soulager la très importante charge supportée.  Several arrangements of the pivot can be employed derived from each of the known slewing mechanisms of the large capacity cranes. For example the pivoting structure can be constituted as a crane lantern resting on a plate at the top of a fixed shaft embedded in the upper part of the fixed pylon and which extends, and be guided laterally in the lower part around the barrel. In this case the sensitivity of the pivoting mechanism is very high. The swivel structure can also rest on a ring of rollers around the base of the fixed and only be guided at its top. The pivoting structure can still extend axially inside the fixed tower by a longer or shorter and pivot on a platen or a ring of strongly supported rollers. In the latter case, a large cylindrical float integral with the shaft will be able to offshore to relieve the very large load supported.

Avant leur immobilisation mécanique par des freins, il est déjà possible d'éviter le vent et même d'arrêter les rotors à pas fixe dans le lit du vent en réduisant le régime de rotation des alternateurs du même côté (A et C ou B et D) par exemple de 2500 à 2000 Tours minute. La modification des caractéristiques aérodynamiques de fonctionnement des deux rotors concernés crée alors un moment qui fait pivoter l'ensemble des quatre rotors. Le retour face au vent s'effectue de la même manière, un ou deux rotors agissant alors comme hélice motrice et créant un moment capable de ramener les quatre rotors face au vent. On utilise encore un autre moyen de pilotage en lacet, un ou plusieurs volets articulés sur le support pivotant et créant une dissymétrie de traînée et un moment de rotation.  Before their mechanical immobilization by brakes, it is already possible to avoid the wind and even to stop the fixed pitch rotors in the wind bed by reducing the rotational speed of alternators on the same side (A and C or B and D) for example from 2500 to 2000 rpm. The modification of the aerodynamic operating characteristics of the two rotors concerned then creates a moment that rotates all four rotors. The return to the wind is made in the same way, one or two rotors then acting as driving propeller and creating a moment capable of bringing the four rotors face the wind. Another lace control means is used, one or more flaps articulated on the pivoting support and creating a asymmetry of drag and a moment of rotation.

La disposition amont / aval et aval / amont des quatre rotors autorise la superposition partielle-des disques balayés par ces rotors. Par ce moyen on peut réduire sensiblement les dimensions et la masse de la structure porteuse pivotante.  The upstream / downstream and downstream / upstream arrangement of the four rotors allows the partial superposition of the disks swept by these rotors. By this means it is possible to substantially reduce the dimensions and the mass of the pivoting support structure.

Il a été découvert au moyen d'essais en soufflerie qu'une superposition partielle de 1/5 à 1/6 des rayons de deux rotors contrarotatifs situés dans deux plans parallèles écartés d'environ 1/sème du diamètre d'un rotor procurait un gain de rendement total des deux rotors d'environ 3% à 5% par rapport au deux mêmes rotors isolés. Il est par ailleurs connu que le rendement de deux rotors contrarotatifs situés côte à côte et de part et d'autre d'un support axial cylindrique ou conique lisse est supérieur d'environ 10% à celui des deux même rotors isolés.  It was discovered by wind tunnel tests that a partial superposition of 1/5 to 1/6 of the radii of two counter-rotating rotors located in two parallel planes spaced about 1 / second of the diameter of a rotor total efficiency gain of the two rotors of about 3% to 5% with respect to the same two isolated rotors. It is also known that the efficiency of two counter-rotating rotors located side by side and on either side of a smooth cylindrical or conical axial support is about 10% higher than that of the same two isolated rotors.

Selon une autre caractéristique de l'invention les quatre rotors de l'éolienne quadrirotor sont portés par une structure pivotante en forme générale d'étoile à quatre branches dont la forme géométrique, les proportions et les dimensions sont choisies afin que les quatre rotors fixés aux quatre sommets de la structure en étoile puissent se superposer partiellement de 1/6 à 1/5 de leur rayon. Selon cette caractéristique les rotors A et B sont disposés sensiblement tangentiellement et de part et d'autre du pylône axial fixe en vue frontale, les rotors A et C se superposent à distance, C et D se superposent également à distance ainsi que D et B. Le pylône axial fixe s'élève à partir du sol ou du fond marin sensiblement jusqu'à la hauteur des axes des rotors A et B. Ce pylône a de préférence une forme d'égale résistance du type tour Eiffel par exemple à huit pieds et huit faces triangulées. Il est fixé dans le sol par des pieux métalliques. Par ce moyen on réalise un support très stable et rigide en évitant l'emploi des grosses masses stabilisatrices en béton des éoliennes usuelles.  According to another characteristic of the invention, the four rotors of the quadrotor wind turbine are carried by a pivoting structure in the general shape of a four-pointed star whose geometrical shape, the proportions and the dimensions are chosen so that the four rotors attached to the four vertices of the star structure can be superimposed partially from 1/6 to 1/5 of their radius. According to this characteristic, the rotors A and B are arranged substantially tangentially and on either side of the fixed axial pylon in front view, the rotors A and C are superimposed at a distance, C and D are also superimposed at a distance as well as D and B The fixed axial pylon rises from the ground or the seabed substantially up to the height of the axes of the rotors A and B. This pylon preferably has a form of equal strength of the Eiffel tower type, for example at eight feet. and eight triangulated faces. It is fixed in the ground by metal piles. By this means a very stable and rigid support is made by avoiding the use of the large concrete stabilizing masses of the usual wind turbines.

La structure pivotante est formée de plusieurs longues poutre échelles triangulées et entrecroisées. Cette structure sans câble ni suspente présente moins de risques de vibrations que celle de certains projets quadrirotors antérieurs.  The swivel structure is formed of several long triangulated and intersecting beams. This structure without cable or hanger presents less risk of vibrations than that of some previous quadrotor projects.

Les membrures tubulaires des poutre échelles sont constituées de deux coquilles de tôle d'acier raidies intérieurement par des couples et des lisses. Il est souhaitable que les arbres, sensiblement parallèles entre eux des rotors soient fixés de manière très rigide à cette structure par exemple en étant tenus chacun par deux poutres échelles convergentes formant flèche porteuse.  The tubular chords of the ladder beam consist of two shells of steel sheet internally stiffened by pairs and heddles. It is desirable for the shafts, substantially parallel to one another, to be fixed very rigidly to this structure, for example each being held by two convergent ladder beams forming a bearing spire.

Ces quatre flèches pourront chacune se porter en surplomb et s'éloigner de 1 à 10 de l'axe transversal imaginaire de l'éolienne quadrirotor, avec pour résultat d'augmenter la distance entre les plans des rotors aval et amont et d'éloigner l'extrémité des pales des membrures de la structure.  These four arrows can each be overhanging and away from 1 to 10 of the imaginary transverse axis of the quadrotor wind turbine, with the result of increasing the distance between the planes of the downstream and upstream rotors and to move the end of the blades of the frames of the structure.

Les multiplicateurs du régime de rotation des rotors d'éoliennes sont en général constitués de plusieurs trains d'engrenages épicycloïdaux à planétaires très lourds et coûteux. On connaît aussi le multiplicateur à pignons dentés et à chaînes léger et peu coûteux de l'éolienne Danoise de GEDSER. Jusqu'à ce jour un multiplicateur à chaînes n'a pas semblé assez compact pour entrer dans la nacelle orientable fermée d'une grande éolienne monorotor.  The multipliers of the rotational speed of wind turbine rotors generally consist of several planetary gear trains planetary very heavy and expensive. We also know the light and inexpensive sprocket and gearbox multiplier of the Danish wind turbine from GEDSER. To this day a chain multiplier did not seem compact enough to enter the closed steerable gondola of a large single-rotor wind turbine.

Dans le cas d'une éolienne quadrirotor il est avantageux d'utiliser quatre multiplicateurs à chaîne externe pour constituer le premier étage de multiplication, par exemple dans un rapport de 1 X 6 et quatre nacelles fixées à la structure pivotante et désaxées contenant l'étage de multiplication rapide à engrenages dans un rapport par exemple de 1 à 12 accouplé à l'alternateur. Les quatre roues dentées qui sont solidaires des quatre moyeux des rotors peuvent avoir sans inconvénient par exemple un dixième de diamètre des rotors et être fabriquées de façon ajourée en alliage d'aluminium avec des dentures d'acier rapportées. Les Chaînes de grande résistance à la traction sont fabriquées en acier inoxydable ou en d'autres matériaux ayant des propriétés auto lubrifiantes. Ces moyens qui allègent la charge pivotante améliorent grandement la faisabilité d'une éolienne quadrirotor.  In the case of a quadrotor wind turbine, it is advantageous to use four external chain multipliers to constitute the first multiplication stage, for example in a ratio of 1 × 6 and four nacelles fixed to the pivoting structure and off-axis containing the stage. rapid multiplication gear in a ratio for example 1 to 12 coupled to the alternator. The four toothed wheels which are integral with the four hubs of the rotors may have, for example, a tenth of a diameter of the rotors and be perforated in an aluminum alloy with added steel teeth. Chains with high tensile strength are made of stainless steel or other materials with self-lubricating properties. These means that lighten the swivel load greatly improve the feasibility of a quadrotor wind turbine.

Un autre point spécifique de l'éolienne quadrirotor est la résistance mécanique des arbres des rotors qui peuvent être soumis à des efforts gyroscopiques lorsque le support pivote et que les rotors tendent à conserver leur orientation. Selon l'invention on emploie des arbres fixes et creux de forte section qui sont solidaire de la structure pivotante et participent à sa résistance. Comme on l'a vu, ces quatre arbres fixes sont horizontaux et peuvent former un angle de 1 à 10 par rapport à leur flèche porteuse. Les moyeux des rotors à pas fixe tournent librement sur des paliers autour des arbres fixes.  Another specific point of the quadrotor turbine is the mechanical resistance of the rotor shafts which can be subjected to gyroscopic forces when the support pivots and the rotors tend to maintain their orientation. According to the invention, fixed and hollow shafts of strong section are used that are integral with the pivoting structure and participate in its resistance. As we have seen, these four fixed shafts are horizontal and can form an angle of 1 to 10 relative to their bearing spire. The hubs of the fixed pitch rotors rotate freely on bearings around the fixed shafts.

Selon une autre caractéristique de l'invention les quatre alternateurs sont refroidis par un circuit fermé d'air pulsé et les membrures tubulaires nervurées des poutre échelles font office de gaines d'air et d'échangeurs de chaleur entre l'air interne et l'extérieur.  According to another characteristic of the invention, the four alternators are cooled by a closed circuit of pulsed air and the ribbed tubular ribs of the ladder beam act as air ducts and heat exchangers between the internal air and the outside.

Ces moyens et agencements énumérés mais non limitatifs sont spécifiquement adaptés à la réalisation d'éoliennes quadrirotors d'une puissance installée comprise par exemple entre 10 MW et 20 MW dont le taux d'installation électrique est d'environ 1250 W par mètre carré de surface balayée par un rotor. Dans cette gamme de puissance, le diamètre des rotors est compris entre 55m et 70m de diamètre.  These listed and nonlimiting means and arrangements are specifically adapted to the production of quadrotor wind turbines with an installed power of, for example, between 10 MW and 20 MW, the electrical installation rate of which is approximately 1250 W per square meter of surface area. swept by a rotor. In this power range, the diameter of the rotors is between 55m and 70m in diameter.

L'invention est relative également à un parc éolien idéal réalisé par tranches successives, installé offshore à 10 ou 20 Km de la côte sur des fonds sensiblement horizontaux de 10 à 30m de profondeur. On installe des éoliennes quadrirotors de 20 MW chacune équipées de quatre rotors de 70m de diamètre et écartées les unes des autres par un espace de 7 fois le diamètre d'un rotor soit disposées tous les 500m.  The invention also relates to an ideal wind farm made in successive installments, installed offshore 10 or 20 km from the coast on substantially horizontal funds from 10 to 30m deep. Quad-turbine wind turbines of 20 MW each are installed, equipped with four rotors 70 m in diameter and spaced from each other by a space of 7 times the diameter of a rotor is arranged every 500 m.

On installe d'abord un centre technique relié à la côte par un câble sousmarin en courant alternatif ou continu. Dans ce centre se trouve toutes les facilités nécessaires au contrôle, à la maintenance et à la distribution de la production électrique. On installe une première tranche de 6 éoliennes soit 120 MW formant un hexagone de 500m de côté, puis une seconde tranche de 12 éoliennes totalisant 240 MW sur un hexagone concentrique de 1000m de côté, puis éventuellement une troisième tranche de 18 machines et 350MW et une quatrième de 24 et 480 MW. Sur cette base on peut créer un parc éolien de 60 éoliennes quadrirotor totalisant 1200 MW dans un périmètre hexagonal de 2000m de côté. Cette géométrie hexagonale est la plus favorable pour recevoir et exploiter les vents soufflant de toutes les directions. Cette centrale électrique éolienne sera associée de préférence à une unité électrique à turbines à gaz installée à terre et d'une puissance du quart par exemple, soit 300 MW, afin d'assurer à l'installation une puissance minimale garantie et prévisible.  First, a technical center connected to the coast is installed by submarine AC or DC cable. In this center are all the facilities necessary for the control, maintenance and distribution of electricity production. A first installment of 6 wind turbines is installed, ie 120 MW forming a hexagon of 500m on one side, then a second section of 12 turbines totaling 240 MW on a concentric hexagon of 1000m on one side, then possibly a third slice of 18 machines and 350MW and one fourth of 24 and 480 MW. On this basis we can create a wind farm of 60 quadrotor wind turbines totaling 1200 MW in a hexagonal perimeter of 2000m side. This hexagonal geometry is the most favorable to receive and exploit the winds blowing from all directions. This wind-power plant will preferably be associated with a gas-turbine electric unit installed on the ground and with a power of a quarter, for example, 300 MW, in order to provide the installation with guaranteed and predictable minimum power.

Les éoliennes quadrirotors sont construites de préférence dans un chantier naval ou un site côtier spécialement aménagé comme chantier de construction. On amène d'abord sur une barge flottante le pylône couché puis il est coulé et redressé par une grue de grande capacité sur ponton. On amène sur une barge la structure pivotante et on la lève et la pose avec la même grue. Sont amenés ensuite séparément et successivement les nacelles et les rotors qui sont levés et assemblés au moyen de palans portés par la structure pivotante en l'absence de la grue. Ce levage est facilité par le fait que la barge qui amène les nacelles ou les rotors peut se positionner à l'aplomb et sous la structure pivotante.  Quad-rotor wind turbines are preferably built in a shipyard or coastal site specifically designed as a construction site. First we bring on a floating barge the recumbent pylon and then it is poured and straightened by a high capacity crane on a pontoon. The pivoting structure is brought to a barge and lifted and laid with the same crane. The nacelles and the rotors are then brought separately and successively, which are raised and assembled by means of hoists carried by the pivoting structure in the absence of the crane. This lifting is facilitated by the fact that the barge that brings the nacelles or rotors can be positioned vertically and under the pivoting structure.

Dans le cas d'une installation terrestre, surtout de sites mal desservis ou le transport d'éléments métalliques de grande taille est problématique le pylône fixe du quadrirotor est réalisé in situ en voile mince de béton armé selon une forme à double courbure d'égale résistance à base large et s'affinant vers le haut. Dans ce cas la structure pivotante est réalisée en tronçons courts transportables assemblés sur place tandis que la longueur limitée des pales entières ou en tronçons et la compacité des nacelles de masse réduite facilitent leur transport.  In the case of a terrestrial installation, especially of underserved sites or the transport of large metal elements is problematic the fixed tower of the quadrotor is realized in situ in thin veil of reinforced concrete in a form with double curvature of equal broad-based resistance and sharpening upward. In this case the pivoting structure is made in transportable short sections assembled on site while the limited length of the blades in whole or in sections and the compactness of the nacelles of reduced mass facilitate their transport.

Certains éléments et détails de l'invention destinés au quadrirotor peuvent trouver une application ailleurs. Par exemple les transmissions à chaînes, les axes fixes, l'agencement du pylône et d'une structure orientable unique en poutre échelles et le refroidissement par air pulsé sont applicables à n'importe quelle éolienne birotor ou multirotor.  Certain elements and details of the invention intended for the quadrotor can find an application elsewhere. For example, chain drives, fixed axes, tower arrangement and single steerable beam structure and forced air cooling are applicable to any birotor or multirotor wind turbine.

Au delà de leur application connue à des birotors, la disposition architecturale amont aval des rotors, leur contra rotation et les principes de synchronisation et de pilotage aérodynamique par les génératrices ou par volet peuvent permettre d'élaborer n'importe quelle éolienne multirotor à structure pivotante unique comprenant un nombre pair de rotor.  Beyond their known application to birotors, the downstream upstream architectural arrangement of the rotors, their contra rotation and the principles of synchronization and aerodynamic control by the generators or by shutter can make it possible to develop any multirotor wind turbine with a rotating structure. single comprising an even number of rotor.

Les pales biplans à membrures de liaison vrillées décrites conviennent aussi à une éolienne monorotor classique à pas variable ou fixe.  The biplane blades with twisted connecting members described are also suitable for a conventional monorotor wind turbine with variable or fixed pitch.

Enfin, on pourra avantageusement déployer n'importe quel type d'éolienne, surtout en offshore selon la disposition hexagonale et concentrique décrite. On comprendra mieux l'invention en consultant la Description et les figures qui suivent.  Finally, we can advantageously deploy any type of wind turbine, especially offshore in the hexagonal and concentric arrangement described. The invention will be better understood by consulting the Description and the figures which follow.

La Figure 1 est une vue de face de l'éolienne quadrirotor.  Figure 1 is a front view of the quadrotor wind turbine.

La Figure 2 est une vue latérale de la partie orientable et des rotors de la même éolienne quadrirotor.  Figure 2 is a side view of the steerable part and rotors of the same quadrotor wind turbine.

La Figure 3 est une vue de dessus de la même éolienne quadrirotor.  Figure 3 is a top view of the same quadrotor wind turbine.

La Figure 4 est une vue schématique de détail en coupe frontale d'un agencement fixe du fut 17.  Figure 4 is a schematic detail view in front section of a fixed arrangement of the fut 17.

La Figure 5 est une vue schématique de détail en coupe frontale d'un agencement mobile du fût 17.  FIG. 5 is a schematic detail view in front section of a mobile arrangement of the drum 17.

La Figure 6 est une vue en perspective de la structure pivotante 1 et de l'agencement des quatre rotors de l'éolienne quadrirotor.  Figure 6 is a perspective view of the pivoting structure 1 and the arrangement of the four rotors of the quadrotor wind turbine.

La Figure 7 est une vue de détail et en perspective de l'agencement d'un des quatre rotors à l'extrémité d'une flèche de l'éolienne quadrirotor, précisément du rotor amont inférieur C 3, du mécanisme d'entraînement d'un alternateur, et d'un agencement du volet 46.  FIG. 7 is a detailed and perspective view of the arrangement of one of the four rotors at the end of an arrow of the quadrotor turbine, specifically of the lower upstream rotor C 3, of the drive mechanism of FIG. an alternator, and an arrangement of the flap 46.

La Figure 8 est une vue en perspective d'une des pales biplanes 23 de l'éolienne quadrirotor.  Figure 8 is a perspective view of one of the biplane blades 23 of the quadrotor wind turbine.

La figure 9 est une vue schématique en coupe d'une section environ à mi longueur d'une pale biplane telle que 23.  FIG. 9 is a schematic sectional view of a section approximately mid-length of a biplane blade such as 23.

La figure 10 est une vue de détail et en perspective d'une membrure vrillée 26 liant les 10 deux plans d'une pale biplane telle que 23.  FIG. 10 is a detail and perspective view of a twisted chord 26 bonding the two planes of a biplane blade such as 23.

La Figure 11 est une vue schématique axiale et de dessus de la même membrure vrillée 26. d'une pale biplane telle que 23.  FIG. 11 is a schematic axial and top view of the same twisted chord 26. of a biplane blade such as 23.

La Figure 12 est une vue de détail et en perspective du crochet 261 liant les deux plans à l'extrémité d'une pale biplane telle que 23.  Figure 12 is a detail view in perspective of the hook 261 linking the two planes to the end of a biplane blade such as 23.

La Figure 13 est une vue d'ensemble en perspective d'un parc éolien 99 offshore constitué d'éoliennes quadrirotor et raccordé à la côte et à une centrale à gaz 74.  Figure 13 is an overall perspective view of an offshore wind farm 99 consisting of quad-rotor wind turbines and connected to the coast and a gas-fired power plant.

DESCRIPTION de l'EOLIENNE QUADRIROTOR  DESCRIPTION OF THE QUADRIROTOR WIND

L'éolienne quadrirotor 70 se caractérise en premier lieu par son architecture générale et la disposition de ses quatre rotors et en second lieu par son mode d'orientation et de mise en sécurité dans le lit du vent qui permet l'usage de rotors à pas fixe et une meilleure exploitation des vents forts.  The quadrotor 70 wind turbine is characterized first and foremost by its general architecture and the layout of its four rotors and secondly by its mode of orientation and safety in the wind bed that allows the use of pitch rotors. fixed and better exploitation of strong winds.

Les rotors 3, 4, 5 et 6 sont disposés sur deux étages au quatre sommets 8, 9, 10 et 11 d'une structure pivotante 1 en forme d'étoile à quatre branche formée par cinq poutre échelles 12, 13,14, 15 et 16 entrecroisées entre elles et avec un fût axial 17 fixe ou pivotant (figure 5 et 6).  The rotors 3, 4, 5 and 6 are arranged on two stages at the four corners 8, 9, 10 and 11 of a four-branched star-shaped pivot structure 1 formed by five beam ladders 12, 13, 14, 15 and 16 intertwined with each other and with a fixed or pivoting axial shaft 17 (FIGS. 5 and 6).

Cette structure pivotante 1 est portée sur un pylône fixe 2 octopode de type Tour Eiffel à large base et s'affinant vers son sommet, qui a un profil d'égale résistance et dont chacun des huit pieds est fixé par un pieu 19 battu dans le sol. Dans une variante, et tout en conservant la même forme générale ce pylône fixe peut être réalisé en voile continu et mince de béton armé.  This pivoting structure 1 is carried on a fixed tower 2 octopode Tower type broad-base and tapering towards its top, which has a profile of equal strength and each of the eight feet is fixed by a pile 19 beaten in the ground. In a variant, and while maintaining the same general shape, this fixed pylon can be made in continuous and thin veil of reinforced concrete.

Ce pylône fixe 2 peut être surmonté d'un fût axial 17 solidaire de lui et pénétrant dans la structure pivotantel. La structure pivotante 1 peut alors soit être portée suspendue et tourner sur un appui tournant 211 situé au sommet du fût 17 et être guidée par des galets à axe verticaux 221 disposés autour de la base du fut 17, soit être portée au niveau de la poutre échelle 12 sur une couronne de rouleaux 220 disposée autour de la base du fût 17 et n'être alors que guidée au sommet du fût fixe à la place de 211.  This fixed pylon 2 can be surmounted by an axial shaft 17 integral with it and penetrating into the pivotingel structure. The pivoting structure 1 can then either be carried suspended and turn on a rotary bearing 211 located at the top of the shaft 17 and be guided by vertical axis rollers 221 disposed around the base of the drum 17, or be carried at the beam scale 12 on a ring of rollers 220 arranged around the base of the drum 17 and then only be guided to the top of the fixed shaft instead of 211.

Dans un autre cas, le fût axial 17 est solidaire de la structure pivotante 1 et pénètre de 15 à 30 m dans la partie supérieure du pylône fixe 2 pour prendre appui sur un appui tournant 210 fortement soutenu par le pylône fixe 2, et 17 est toujours guidé par des galets à axe verticaux 221.  In another case, the axial shaft 17 is secured to the pivoting structure 1 and penetrates 15 to 30 m into the upper part of the fixed pylon 2 to bear on a rotary support 210 strongly supported by the fixed pylon 2, and 17 is always guided by vertical axis rollers 221.

Des électroaimants 20 à flux magnétique contrôlé par des bobinages sont situés entre le pylône fixe 2 et la structure pivotante 1 pour freiner et contrôler les oscillations en lacet de cette structure pivotante 1.  Electromagnets 20 with magnetic flux controlled by coils are located between the fixed pylon 2 and the pivoting structure 1 to brake and control the yaw oscillations of this pivoting structure 1.

La structure pivotante 1 équilibrée autour de l'axe central 7 porte les quatre rotors A 3, B 4, C 5 et D 6 selon une configuration aval / amont à chaque étage. Cette disposition est inversée entre un étage et l'autre. Ainsi le rotor A 3 est en amont au premier étage, et le rotor B 4 en aval au premier étage, le rotor C 5 en aval au second étage et le rotor D 6 en amont du second étage.  The pivoting structure 1 balanced around the central axis 7 carries the four rotors A 3, B 4, C 5 and D 6 in a downstream / upstream configuration at each stage. This arrangement is reversed between one floor and the other. Thus the rotor A 3 is upstream to the first stage, and the rotor B 4 downstream to the first stage, the rotor C 5 downstream to the second stage and the rotor D 6 upstream of the second stage.

Les rotors 3, 4, 5 et 6 sont tous de même diamètre par exemple 50m à 70m ou en tout cas de même diamètre à chaque étage et sont contrarotatifs deux à deux à un même étage et aussi par rapport au rotor de l'autre étage situé du même côté. Les rotors supérieurs C 5 et D 6 sont supra convergents et les rotors inférieurs A 3 et B 2 sont supra divergents.  The rotors 3, 4, 5 and 6 are all of the same diameter for example 50m to 70m or at least the same diameter at each floor and are counter-rotating two by two at the same floor and also with respect to the rotor of the other floor located on the same side. The upper rotors C 5 and D 6 are above convergent and the lower rotors A 3 and B 2 are above divergent.

Les quatre moyeux 29, 30, 31 et 32 des quatre rotors 3,4,5 et 6 tournent chacun sur un palier autour de leur arbre horizontal fixe 33, 34, 35 ou 36. Ces arbres fixes situés aux sommets 8, 9, 10 et 11 sont sensiblement parallèles entre eux, solidaires de la structure pivotante 1 et chacun d'eux est tenu rigidement par deux poutre échelles convergentes: 8 est tenu par 12 et 15, 9 est tenu par 12 et 16, 10 par 13 et 16 et 11 par 14et15.  The four hubs 29, 30, 31 and 32 of the four rotors 3,4,5 and 6 each rotate on a bearing around their fixed horizontal shaft 33, 34, 35 or 36. These fixed shafts located at the vertices 8, 9, 10 and 11 are substantially parallel to each other, integral with the pivoting structure 1 and each of them is held rigidly by two convergent ladder beams: 8 is held by 12 and 15, 9 is held by 12 and 16, 10 by 13 and 16 and 11 by 14and15.

Les quatre rotors 3, 4, 5 et 6 tournent donc dans des plans sensiblement parallèles, soit deux plans principaux, le premier commun aux rotors A 3 et D 6 amont et l'autre commun aux rotors aval B 4 et C 5, soit dans quatre plans distincts, deux étant en aval et deux autres en amont de 1.  The four rotors 3, 4, 5 and 6 therefore rotate in substantially parallel planes, ie two main planes, the first common to the rotors A 3 and D 6 upstream and the other common to the downstream rotors B 4 and C 5, either in four distinct planes, two downstream and two upstream of 1.

Afin d'éloigner l'extrémité des pales 23 des rotors 1, 2, 3 et 4 de la structure 1, chaque poutre échelle 12,13, 14, 16 et 16 peut tendre à s'éloigner vers son extrémité de l'axe horizontal imaginaire 18 de 1 à 7 pour augmenter le surplomb du rotor 1, 2, 3, ou 4. Cet angle accroît aussi la distance entre plans aval et plans amont. Il s'ensuit que chacune des poutre échelles forme un angle supérieur à 90 avec l'arbre fixe 33, 34, 35, ou 36 qu'il porte afm que ce dernier soit bien horizontal.  In order to move the end of the blades 23 away from the rotors 1, 2, 3 and 4 of the structure 1, each ladder beam 12, 13, 14, 16 and 16 may tend to move towards its end of the horizontal axis imaginary 18 from 1 to 7 to increase the overhang of the rotor 1, 2, 3, or 4. This angle also increases the distance between downstream planes and upstream plans. It follows that each of the ladder beams forms an angle greater than 90 with the fixed shaft 33, 34, 35, or 36 that it carries so that the latter is horizontal.

Les disques des rotors inférieurs 3 et 4 sont sensiblement tangentiels au pylône fixe 2 tandis que la distance qui sépare les axes fixes 35 et 36 de l'étage supérieur, 33 et 35 du côté bâbord et 34 et 36 de l'autre côtétribord, identique, n'est égale environ qu'aux 4/5 ou aux 5/6 du diamètre d'un rotor tel que 3. Il s'ensuit que les disques balayés des rotors C 5 et D 6, A 3 et C 5 et B 4 et D 6 se superposent partiellement en vue frontale d'environ 1/5 à 1/6 du rayon d'un rotor. Ce chevauchement réciproque des disques est facilement réalisé grâce à la distance entre plans aval et amont qui supprime tout risque de voir les pales se heurter.  The disks of the lower rotors 3 and 4 are substantially tangential to the fixed pylon 2 while the distance between the fixed axes 35 and 36 of the upper stage, 33 and 35 on the port side and 34 and 36 on the other side, identical , is only about 4/5 or 5/6 of the diameter of a rotor such as 3. It follows that the scanned discs of rotors C 5 and D 6, A 3 and C 5 and B 4 and D 6 overlap partially in front view of about 1/5 to 1/6 of the radius of a rotor. This reciprocal overlap of the discs is easily achieved thanks to the distance between downstream and upstream planes which eliminates any risk of the blades colliding.

Les quatre alternateurs 41, 42, 43 et 44 ont une puissance installée d'environ 1250 Watts par m2 de surface balayée par les rotors soit 5 MW par rotor de 70m de diamètre et 20 MW en tout par éolienne quadrirotor 70, dont la puissance nominale est obtenue à une vitesse de vent de 17 mlseconde environ. Tous les alternateurs amont 41 et 43 comme aval 42 et 44 tournent pourtant dans le même sens du fait de la contra rotation des rotors apparente en vue frontale.  The four alternators 41, 42, 43 and 44 have an installed capacity of approximately 1250 Watts per m2 of surface swept by the rotors, ie 5 MW per rotor of 70 m in diameter and 20 MW in total per quadrotor wind turbine 70, whose nominal power is obtained at a wind speed of about 17 mlsec. All upstream alternators 41 and 43 as downstream 42 and 44 however turn in the same direction because of the contra rotation of the rotors apparent in front view.

Les alternateurs 41, 42, 43 et 44 sont logés dans des gondoles closes et solidement assujettis aux poutre échelles, 12 et 15 dans le cas de 41, dans une position excentrée par rapport aux arbres fixes 33, 34, 35 et 36. Chaque alternateur 41, 42, 43 ou 44 est accouplé à son rotor 3, 4, 5, ou 6 via une boîte d'engrenages multiplicateurs à planétaires 40 mue par un pignon denté 38 entraîné par une chaîne 39 transmettant la force d'un autre pignon denté de plus grand diamètre 37 dont la forme est celle d'une roue ajourée 45 et qui tourne autour de l'arbre fixe 33, 34, 35 ou 36 solidairement avec le moyeu 29, 30, 31 ou 32 de chaque rotor 3, 4, 5 ou 6. Les quatre ensembles de pignons 37 et 38 constituent un premier étage multiplicateur, 37 ayant un diamètre d'environ 5% à 10% de celui d'un rotor tel que 3 et six fois supérieur à celui de 39.  The alternators 41, 42, 43 and 44 are housed in closed gondolas and firmly attached to the ladder beam, 12 and 15 in the case of 41, in an eccentric position relative to the fixed shafts 33, 34, 35 and 36. Each alternator 41, 42, 43 or 44 is coupled to its rotor 3, 4, 5, or 6 via a planetary gearbox 40 driven by a pinion gear 38 driven by a chain 39 transmitting the force of another gear pinion of larger diameter 37 whose shape is that of a perforated wheel 45 and which rotates about the fixed shaft 33, 34, 35 or 36 integral with the hub 29, 30, 31 or 32 of each rotor 3, 4, 5 or 6. The four sets of pinions 37 and 38 constitute a multiplier first stage, 37 having a diameter of about 5% to 10% of that of a rotor such as 3 and six times that of 39.

Les alternateurs 41, 42, 43 et 44 sont à vitesse variable et ils sont refroidis par la circulation d'air pulsé à l'intérieur de la structure pivotante 1, les membrures des poutre échelles 12, 13, 14, 15 et 16 jouant le rôle d'échangeurs de chaleur entre l'air intérieur à 1 et l'extérieur. Ce système refroidit aussi les boites d'engrenages 40, les freins, etc...  The alternators 41, 42, 43 and 44 are variable speed and are cooled by the circulation of pulsed air inside the pivoting structure 1, the chords of the ladder beams 12, 13, 14, 15 and 16 playing role of heat exchangers between indoor air at 1 and outside. This system also cools the gearboxes 40, the brakes, etc.

La transmission à pignons dentés 37 et 38, à chaînes 39 et à planétaires 40 fonctionne dans les deux sens, transmettant à 41 l'énergie des rotors ou bien permettant aux alternateurs 41 d'entraîner les rotors 3, 4, 5 et 6 tous ensemble ou séparément.  The geared gear transmission 37 and 38, chain 39 and planetary gear 40 operates in both directions, transmitting energy to the rotors 41 or allowing the alternators 41 to drive the rotors 3, 4, 5 and 6 together. or separately.

Il résulte de la configuration de la structure pivotante 1 et du montage aval / amont des rotors 3, 4, 5 et 6, de leur transmissions 37, 38, 39 et 40 et de leurs alternateurs 41 que toutes les masses des parties mobiles de 70 s'équilibrent sur l'axe vertical 7 et sur les appuis tournants 210, 211 ou sur la couronne de rouleaux 220. Rotors 3, 4, 5 et 6 arrêtés et pales 23 placées dans une position symétrique bâbord / tribord par rapport à 7, la traînée aérodynamique de cet ensemble pivotant et aussi du fût 17 est également équilibrée sur l'axe vertical 7, et l'ensemble s'oriente naturellement et en permanence face au vent.  It results from the configuration of the pivoting structure 1 and the upstream / downstream assembly of the rotors 3, 4, 5 and 6, their transmissions 37, 38, 39 and 40 and their alternators 41 that all the masses of the moving parts of 70 are balanced on the vertical axis 7 and on the rotating supports 210, 211 or on the ring of rollers 220. Rotors 3, 4, 5 and 6 stopped and blades 23 placed in a port / starboard symmetrical position with respect to 7, the aerodynamic drag of this pivoting assembly and also the shaft 17 is also balanced on the vertical axis 7, and the assembly is naturally oriented and permanently facing the wind.

Cet équilibre aérodynamique est maintenu en fonctionnement normal de l'éolienne quadrirotor 70 par la synchronisation des quatre alternateurs 41, 42, 43 et 44 qui amène les rotors 3, 4, 5 et 6 à tourner aussi de façon synchronisée et contrarotative en vue frontale et à présenter constamment une envergure symétrique quoique variable puisque toujours centrée sur l'axe 7. A tous les régimes de fonctionnement les rotors 3, 4, 5 et 6 dont les couples se neutralisent et la structure 1 s'orientent donc naturellement et en permanence face au vent, ces mouvements en lacet pouvant cependant être contrôlés, freinés voire interdits par le flux magnétique contrôlé dans les bobinages des électroaimants 20 placés entre le pylône fixe 2 et la structure pivotants 1.  This aerodynamic balance is maintained during normal operation of the quadrotor wind turbine 70 by the synchronization of the four alternators 41, 42, 43 and 44 which causes the rotors 3, 4, 5 and 6 to rotate in a synchronized and counter-rotating manner in front view and to constantly present a symmetrical scale although variable since always centered on the axis 7. At all operating speeds the rotors 3, 4, 5 and 6, whose couples are neutralized and the structure 1 are thus naturally oriented and permanently face in the wind, these yaw movements can however be controlled, braked or even prohibited by the magnetic flux controlled in the windings of the electromagnets 20 placed between the fixed pylon 2 and the pivoting structure 1.

L'équilibre aérodynamique est conservé avec une vitesse de rotation des alternateurs 41 et des rotors différents d'un étage à l'autre mais identique à un même étage par exemple A 3 et B 4 synchronisés et C 5 et D 6 synchronisés. Toute rupture de la symétrie aérodynamique bâbord / tribord sur l'axe vertical 7 par exemple un défaut de synchronisation des alternateurs 41 et donc la modification de la traînée des rotors mène la structure pivotante 1 et les rotors 3, 4, 5 et 6 à se mettre de travers par rapport à la direction du vent. On peut aussi commander la désynchronisation d'un ou de plusieurs alternateurs 40 pour orienter la structure 1 ainsi que les rotors 3, 4, 5 et 6 par rapport à la direction du vent ou bien en l'absence de vent, par exemple en utiliseant un ou deux rotors comme hélices motrices produisant un couple.  The aerodynamic balance is maintained with a rotation speed of alternators 41 and rotors different from one stage to another but identical to the same stage for example A 3 and B 4 synchronized and C 5 and D 6 synchronized. Any break in aerodynamic port / starboard symmetry on the vertical axis 7, for example a synchronization fault of the alternators 41 and thus the modification of the drag of the rotors leads the pivoting structure 1 and the rotors 3, 4, 5 and 6 to put skewed with respect to the direction of the wind. It is also possible to control the desynchronization of one or more alternators 40 to orient the structure 1 as well as the rotors 3, 4, 5 and 6 with respect to the direction of the wind or in the absence of wind, for example by using one or two rotors as driving propellers producing a couple.

Au moins un volet articulé 46 d'une surface alaire correspondant par exemple à 2% de la surface balayée par un rotor tel que 3 est positionné près de l'extrémité d'une des poutre échelles 12, 13, 14, 15 ou 16, de préférence près d'un rotor amont et aussi loin que possible de 7, par exemple sur la poutre échelle 15. Ce volet profilé n'engendre pas en fonctionnement normal de 70 de traînée aérodynamique mais peut être déployé sur commande ou automatiquement par exemple en pivotant autour de son axe central 48 sous l'action par exemple d'un vérin pneumatique 47 ou bien de ressorts afin d'offrir une prise au vent maximale. Par vent suffisant, la traînée du volet 46 plus ou moins déployé peut obliger la structure pivotante 1 et les rotors 3, 4, 5 et 6 arrêtés ou en fonctionnement à prendre une position partiellement ou totalement de travers par rapport à la direction du vent. Maintenu déployé à fond, le volet 46 agit comme dérive et peut maintenir les rotors 3, 4, 5 et 6 et la structure pivotante 1 complètement dans le lit du vent en position de sécurité, toujours à 90 de sa direction changeante.  At least one articulated flap 46 of a wing surface corresponding for example to 2% of the surface swept by a rotor such as 3 is positioned near the end of one of the ladder beams 12, 13, 14, 15 or 16, preferably close to an upstream rotor and as far as possible from 7, for example on the ladder beam 15. This profiled flap does not generate in normal operation aerodynamic drag 70 but can be deployed on command or automatically for example in pivoting about its central axis 48 under the action for example of a pneumatic cylinder 47 or springs to provide a maximum wind grip. In sufficient wind, the drag of the flap 46 more or less deployed may force the pivoting structure 1 and the rotors 3, 4, 5 and 6 stopped or in operation to take a position partially or totally crooked with respect to the wind direction. Maintained fully deployed, the flap 46 acts as a drift and can hold the rotors 3, 4, 5 and 6 and the pivoting structure 1 completely in the wind bed in the safety position, always 90 of its changing direction.

Dans cette position de sécurité dite de mise à la cape par analogie avec la navigation, les rotors à pas fixe 3, 4, 5 et 6 sont effacés et leurs pales 23 offrent une prise minimale au vent.  In this so-called cloaking safety position by analogy with the navigation, the fixed pitch rotors 3, 4, 5 and 6 are erased and their blades 23 offer a minimum hold to the wind.

le volet 46 peut fonctionner de manière autonome indépendamment de l'alimentation électrique de l'éolienne quadrirotor 70. Le déploiement de 46 pour faire pivoter 1, 3, 4, 5 et 6 en position de sécurité se déclenche par exemple en cas de survitesse, de tornade, d'incident quelconque ou de décrochage du réseau et sera accompagné d'une interruption du flux magnétique des électroaimants 20 qui pourraient contrecarrer son action.  the shutter 46 can operate independently regardless of the power supply of the quadrotor wind turbine 70. The deployment of 46 to rotate 1, 3, 4, 5 and 6 in the safety position is triggered for example in case of overspeed, tornado, any incident or network stall and will be accompanied by an interruption of the magnetic flux of the electromagnets 20 which could counteract its action.

Les rotors 3, 4, 5 et 6 à pas fixe de l'éolienne quadrirotor 70 sont normalement tripales mais peuvent aussi être bipales et sont de préférence quoique de façon non limitative équipés de pales biplanes 23. Deux versions de cette pale biplane 23, exact miroir l'une de l'autre mais à part cela rigoureusement identiques équipent les rotors 3 et 6 d'une part et 4 et 5 d'autre part selon que ces rotors tournent dans le sens ou en sens inverse des aiguilles d'une montre et il en irait de même pour quelque type de pale par exemple monoplane classique dont on veuille équiper l'éolienne quadrirotor 70, et dont le profil peut être du type NACA 23.021 Une pale biplane 23 est constituée de deux plans profilés aval 24 et amont 25 effilés et vrillés sensiblement identiques se réunissant l'un à l'autre au pied de pale 262 et reliés entre eux par un crochet 261 d'extrémité de pale ainsi que par plusieurs membrures inclinées 26. Ces membrures 26 au nombre par exemple de trois sont profilées vrillées. C'est à dire que le profil d'extrémité de chaque membrure 26 qui joint l'intrados du plan aval 24 forme un angle de plus ou moins 92 95 ou plus avec le bord d'attaque de 24 et n'est donc pas perpendiculaire à lui, tandis que le profil de l'autre extrémité de chaque membrure 26 qui joint l'extrados du plan amont 24 forme également avec le bord d'attaque du plan amont 25 un angle du même ordre mais inverse, comme cela se voit en regardant axialement une membrure 26.  The rotors 3, 4, 5 and 6 with a fixed pitch of the quadrotor wind turbine 70 are normally three-bladed but may also be two-bladed and are preferably, but without limitation, equipped with biplane blades 23. Two versions of this blade biplane 23, exact mirror one of the other but apart from that rigorously identical fit the rotors 3 and 6 on the one hand and 4 and 5 on the other hand depending on whether these rotors rotate in the direction or in the opposite direction of the clockwise and it would be the same for some type of blade for example conventional monoplane which one wants to equip the wind quadrotor 70, and whose profile can be of the type NACA 23.021 A blade biplane 23 consists of two planes downstream profiles 24 and upstream 25 Tapered and twisted substantially identical joining together at the foot of blade 262 and interconnected by a hook 261 blade end and by several inclined members 26. These members 26 to the number of such three so twisted profiles. That is, the end profile of each chord 26 which joins the intrados of the downstream plane 24 forms an angle of plus or minus 92% or more with the leading edge of 24 and is therefore not perpendicular. to it, while the profile of the other end of each frame 26 which joins the extrados of the upstream plane 24 also forms with the leading edge of the upstream plane 25 an angle of the same order but inverse, as can be seen in FIG. looking axially at a frame 26.

Ce vrillage et les profils des membrures 26 sont conçus pour épouser en régime de rotation normale d'un rotor tel que 3 la direction de l'écoulement de l'air différente sur l'extrados du plan amont 25 et l'intrados du plan aval 24 et aussi, au delà d'une vitesse d'écoulement de l'air de 70 m/s pour générer une importante traînée turbulente qui s'oppose à l'emballement des rotors 3, 4, 5 ou 6.  This twisting and the profiles of the chords 26 are designed to fit in a normal rotation of a rotor such as the direction of the flow of the different air on the extrados of the upstream plane 25 and the intrados of the downstream plane. 24 and also, beyond an air flow rate of 70 m / s to generate a large turbulent drag that opposes the runaway of rotors 3, 4, 5 or 6.

Le profil 27 du plan aval 24 et celui 28 du plan amont 25 peuvent être identiques par exemple biconvexes du type laminaire, dont l'épaisseur est située à 40% de la corde par exemple NACA 65.213, ou du type laminaire supercritique GA 8(W-1) de la NASA. A une section donnée de la pale 23, ces plans 24 et 25 peuvent avoir un calage différent par exemple de 1 ou plus de telle sorte que leur décrochage aérodynamique ne se produise pas au même moment.  The profile 27 of the downstream plane 24 and 28 of the upstream plane 25 may be identical, for example biconvex laminar type, whose thickness is located at 40% of the rope for example NACA 65.213, or supercritical laminar type GA 8 (W -1) from NASA. At a given section of the blade 23, these planes 24 and 25 may have a different pitch for example of 1 or more so that their aerodynamic stall does not occur at the same time.

Chaque pale biplane 23 peut être monobloc ou bien est constituée de deux tronçons ou plus, solidement assemblés entre eux selon des découpes en S 231 par exemple au moyen de tringles. Chacun de ces tronçons de la pale 23 peut comprendre une partie du plan amont 25, une partie du plan aval 24 et tout ou partie d'une ou plusieurs membrures de liaison 26. Le crochet d'extrémité 261 peut aussi former un tronçon de 23.  Each biplane blade 23 may be monobloc or consists of two or more sections, firmly assembled together in S-shaped cuts 231 for example by means of rods. Each of these sections of the blade 23 may comprise part of the upstream plane 25, part of the downstream plane 24 and all or part of one or more connecting members 26. The end hook 261 may also form a section of 23 .

Les éoliennes quadrirotors 70 par exemple de 20 MW chacune seront installées en parc terrestre ou préférablement offshore 99 comprenant de 6 à 60 éoliennes quadrirotors 70 disposées à intervalles réguliers d'une distance égale à sept fois le diamètre d'un rotor 3 de l'éolienne 70 par exemple 500m, selon un hexagone central 50 et d'autres hexagones concentriques 51 et connectées par un réseau 72 constitué de six quartiers à un centre technique 71 de commandement et de maintenance d'ou part la ligne 73 de raccordement du parc 99 à la côte et au réseau électrique terrestre.  The quadrotor wind turbines 70, for example of 20 MW each, will be installed in land park or preferably offshore 99 comprising from 6 to 60 quadrotor wind turbines 70 arranged at regular intervals of a distance equal to seven times the diameter of a rotor 3 of the wind turbine. 70 for example 500m, according to a central hexagon 50 and other concentric hexagons 51 and connected by a network 72 consisting of six quarters to a technical center 71 of command and maintenance from where the line 73 connecting the park 99 to the coast and the terrestrial electricity network.

Une ou plusieurs turbines à gaz 74 sont basées à terre et placées sous une direction commune au parc 99. Cette unité 74 d'une puissance totale environ égale à 1/5 de celle du parc 99 génère à la demande un appoint de production électrique. La synergie du parc 99 et des turbines 74, leur souplesse d'emploi et leur grande réactivité permettent de lisser le productif des éoliennes 70, aident à remplir les engagements de productif à six minutes, garantit une production minimale en cas de calme ou permet utilement de répondre à une pointe imprévue de la demande du réseau.  One or more gas turbines 74 are land-based and placed under a direction common to the park 99. This unit 74 with a total power approximately equal to 1/5 of that of the park 99 generates on demand a supplement of electrical production. The synergy of the fleet 99 and the turbines 74, their flexibility of use and their great reactivity make it possible to smooth the productive of the wind turbines 70, help to fulfill the productive commitments to six minutes, guarantees a minimal production in the event of calm or allows usefully respond to an unexpected surge in network demand.

Claims (28)

REVENDICATIONS 1) Eolienne quadrirotor du type selon lequel quatre rotors, non coaxiaux et tournant dans des plans sensiblement parallèles sont fixés sur une structure (1) commune pivotante à axe vertical qui est portée sur un pylône fixe (2), et caractérisée en ce que deux des rotors seulement tels que A (3) et D (6) sont fixés en amont de la structure pivotante (1) et que les deux autres rotors seulement tels que B (4) et C (5) sont fixés en aval de cette structure pivotante (1), que les quatre rotors A (3),B (4), C (5) et D (6) sont disposés sur deux étages et selon une configuration inversée à chaque étage, par exemple amont / aval à un étage et aval / amont à l'autre étage, que l'ensemble des quatre rotors est équilibré sur l'axe de pivotement vertical (7), que cet ensemble s'oriente naturellement face à la direction du vent et qu'il peut être désorienté sur commande ou automatiquement par des moyens aérodynamiques.  1) Quadrotor wind turbine of the type according to which four rotors, non-coaxial and rotating in substantially parallel planes, are fixed on a common pivoting structure (1) with a vertical axis which is carried on a fixed pylon (2), and characterized in that two only rotors such as A (3) and D (6) are attached upstream of the pivoting structure (1) and the two other rotors only such as B (4) and C (5) are attached downstream of this structure pivoting (1), that the four rotors A (3), B (4), C (5) and D (6) are arranged on two stages and in an inverted configuration at each stage, for example upstream / downstream to a stage and downstream / upstream to the other stage, that all four rotors is balanced on the vertical pivot axis (7), that this set is naturally oriented towards the direction of the wind and that it can be disoriented on command or automatically by aerodynamic means. 2) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1 caractérisée en ce que les deux rotors du premier étage tels que A (3) et B (4) sont contrarotatifs, par exemple supra divergents et que les deux rotors C (5) et D (6) du deuxième étage sont contrarotatifs et supra convergents et que selon ces sens de rotation, les quatre rotors sont contrarotatifs deux à deux horizontalement et verticalement.  2) quadrotor wind turbine according to claim 1 characterized in that the two rotors of the first stage such as A (3) and B (4) are counter-rotating, for example supra divergent and that the two rotors C (5) and D (6) the second stage are counter-rotating and supra-convergent and that according to these directions of rotation, the four rotors are counter-rotating two by two horizontally and vertically. 3) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1 et 2 caractérisée en ce que les quatre rotors sont agencés et tournent selon une des quatre configurations suivante 1 A en amont B en aval supra convergent C en aval D en amont supra divergents 2 A en amont B en aval supra divergent C en aval D en amont supra convergent 3 A en aval B en amont supra convergent C en amont D en aval supra divergent 4 A en aval B en amont supra divergent C en amont D en aval supra convergent  3) quadrotor wind turbine according to claims 1 and 2 characterized in that the four rotors are arranged and rotate according to one of the following four configurations 1 A upstream B downstream supra convergent C downstream D upstream supra divergent 2 A upstream B in downstream supra divergent C downstream D upstream supra convergent 3 A downstream B upstream supra convergent C upstream D downstream supra divergent 4 A downstream B upstream supra divergent C upstream D downstream supra convergent 4) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1,2, et 3 caractérisée en ce que les quatre rotors A (3), B (4), C (5) et D (6) sont fixés au quatre sommets (8), (9), (10) et (Il) d'une structure pivotante métallique en forme d'étoile à quatre branches constituée principalement par l'entrecroisement de cinq poutre échelles (12), (13), (14), (15) et (16) et d'un fut vertical (17).4) quadrotor wind turbine according to claims 1,2, and 3 characterized in that the four rotors A (3), B (4), C (5) and D (6) are fixed to the four vertices (8), (9) ), (10) and (II) of a metal four-point star-shaped pivotal structure formed mainly by the intercrossing of five ladder beams (12), (13), (14), (15) and ( 16) and a vertical one (17). 5) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1,2,3 et 4 caractérisée en ce que les rotors qui sont en amont de la structure pivotante par exemple A (3) et D (6) tournent sensiblement dans un même plan, et les deux rotors qui sont en aval par exemple B (4) et C (5) tournent sensiblement dans un autre plan, que les plans de rotation sensiblement parallèles des rotors A (3), B (4), C (5) et D (6) forment chacun un angle de 1% à 7% avec la ou les poutres qui les portent chacun, et que chacune de ces poutres s'éloigne vers son extrémité de l'axe imaginaire transversal (18).  5) A quadrotor wind turbine according to claims 1,2,3 and 4 characterized in that the rotors which are upstream of the pivoting structure for example A (3) and D (6) rotate substantially in the same plane, and the two rotors which are downstream for example B (4) and C (5) rotate substantially in another plane, than the substantially parallel rotational planes of the rotors A (3), B (4), C (5) and D (6) each form an angle of 1% to 7% with the beam or beams which each carry them, and each of these beams moves towards its end of the transverse imaginary axis (18). 6) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1, 2, 3 et 4 caractérisée en ce que les disques balayés des deux rotor A (3) et B (4) de l'étage inférieur sont sensiblement tangentiels au pylône fixe (2) tandis que la distance séparant les axes (33) et (35) des rotors A (3) et C (5) du côté bâbord, (34) et (36) des rotors B (4) et D (6) du côté tribord et (35) et (36) des rotors C (5) et D (6) de l'étage supérieur, identique, n'est égale qu'aux 4/5 ou aux 5/6 du diamètre d'un rotor 3, 4, 5 ou 6 et que les disques balayés de A (3) et C (5) , B (4) et D (6) et C (5) et D (6) se recouvrent donc partiellement en vue frontale.  6) quadrotor wind turbine according to claims 1, 2, 3 and 4 characterized in that the scanned discs of the two rotor A (3) and B (4) of the lower stage are substantially tangential to the fixed pylon (2) while the distance between the axes (33) and (35) of the port side rotors A (3) and C (5), (34) and (36) of the starboard side (B) (4) and D (6) rotors (35). ) and (36) rotors C (5) and D (6) of the identical upper stage are equal to only 4/5 or 5/6 of the diameter of a rotor 3, 4, 5 or 6 and that the scanned disks of A (3) and C (5), B (4) and D (6) and C (5) and D (6) thus overlap partially in front view. 7) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1 et 4 caractérisée en ce que la structure mobile pivotante (1) est portée par un pylône fixe (2) en charpente métallique dont la base est polygonale et qui a un profil d'égale résistance de type tour Eiffel, et que ce pylône(2) est fixé par des pieux (19) dans le sol ferme ou dans le fond marin.  7) quadrotor wind turbine according to claims 1 and 4 characterized in that the pivoting movable structure (1) is carried by a fixed pylon (2) made of metal frame whose base is polygonal and which has a profile of equal resistance tower type Eiffel, and that this pylon (2) is fixed by piles (19) in the firm ground or in the seabed. 8) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1 et 4 dont le pylône fixe (2) a une géométrie à double courbure et profil d'égale résistance et est réalisé en béton armé.  8) A quadrotor wind turbine according to claims 1 and 4, the fixed pylon (2) has a geometry with double curvature and profile of equal strength and is made of reinforced concrete. 9) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1 et 4 caractérisée en ce que des électroaimants (20) à flux magnétique contrôlé par des bobinages sont situés entre le pylône fixe (2) et la structure pivotante (1) et que ces électroaimants (20) permettent de freiner et d'amortir les oscillations en lacet de cette structure pivotante (1) et des quatre rotors (3), (4), (5) et (6).  9) A quadrotor wind turbine according to claims 1 and 4 characterized in that electromagnets (20) with magnetic flux controlled by coils are located between the fixed pylon (2) and the pivoting structure (1) and that these electromagnets (20) allow to brake and dampen the yaw oscillations of this pivoting structure (1) and the four rotors (3), (4), (5) and (6). 10) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1,4,7 et 8 caractérisée en ce que le fùt (17)) solidaire de (1) pénètre de 15 à 30m dans le pylône fixe (2) et pivote sur un appui tournant (210), ou bien que (17) fixe est solidaire du pylône (2) auquel cas la charge de (1) repose et pivote soit au sommet de (17) sur un appui tournant (211) soit autour de la base de (17) sur une couronne de rouleaux (220), (1) étant toujours guidée par des galets à axe verticaux (221) placés par exemple au sommet de (2).  10) Quadrotor wind turbine according to claims 1,4,7 and 8 characterized in that the ftt (17) integral with (1) penetrates from 15 to 30m in the fixed pylon (2) and pivots on a rotary support (210) or that (17) fixed is integral with the pylon (2) in which case the load of (1) rests and pivots either at the top of (17) on a rotary support (211) or around the base of (17) on a ring of rollers (220), (1) being always guided by rollers with vertical axis (221) placed for example at the top of (2). 11) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1 caractérisée en ce que les quatre rotors tels que A (3), B (4), C (5) et D (6) sont de type bipale ou tripale à pas fixe.  11) A quadrotor wind turbine according to claim 1 characterized in that the four rotors such as A (3), B (4), C (5) and D (6) are of the two-bladed or three-bladed type with fixed pitch. 12) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1 et 11 caractérisée en ce que les pales (23) de ses rotors 3, 4, 5 et 6 sont du type biplane, que chaque pale (23) est constituée de deux plans profilés, effilés et vrillés aval (24) et amont (25) reliés entre eux au pied de pale (262), par un crochet à l'extrémité de la pale (261) et par des membrures (26) et que le vrillage et les profils de ces membrures (26) sont conçus pour épouser l'écoulement de direction différente sur l'intrados de 24 et sur l'extrados de 25 en fonctionnement normal et pour générer une traînée turbulente importante s'opposant à l'emballement des rotors à partir d'une vitesse d'écoulement de 70m/s.  12) quadrotor wind turbine according to claims 1 and 11 characterized in that the blades (23) of its rotors 3, 4, 5 and 6 are of the biplane type, each blade (23) consists of two planes profiled, tapered and twisted downstream (24) and upstream (25) connected to each other at the blade root (262), by a hook at the end of the blade (261) and by ribs (26) and that the twisting and the profiles of these members (26) are designed to fit the different directional flow on the 24-sided surface and the 25-sided extrados in normal operation and to generate a large turbulent drag opposing runaway of the rotors from a flow rate of 70m / s. 13) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1,11 et 12 caractérisée en ce que les profils (27) et (28) des plans (24) et (25) sont biconvexes, du type laminaire dont l'épaisseur maximale est située à 40% de la corde par exemple NACA 65.213, ou du type laminaire supercritique GA 8(W-1) de la NASA.  13) quadrotor wind turbine according to claims 1,11 and 12 characterized in that the profiles (27) and (28) of the planes (24) and (25) are biconvex, the laminar type whose maximum thickness is located at 40% example NACA 65.213, or supercritical laminar GA 8 (W-1) from NASA. 14) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1 et 11 caractérisée en ce que les pales monoplanes, vrillées et effilées de ses rotors ont un profil du type NACA 23.021.  14) A quadrotor wind turbine according to claims 1 and 11 characterized in that the monoplane blades, twisted and tapered of its rotors have a profile of NACA type 23.021. 15) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1,11 et 12 caractérisée en ce que les plans (24) et (25) d'une même de ses pale biplans (23) ont entre eux à une section donnée de la pale (23) un calage différent par exemple de 1 et que (23) est formée de tronçons transportables séparément selon des découpes en S (231) coupant le pied de pale (262), le plan aval (24), amont (25), les membrures (26) ou le crochet (261) .  15) quadrotor wind turbine according to claims 1,11 and 12 characterized in that the planes (24) and (25) of one of its blade biplanes (23) have between them at a given section of the blade (23) a different setting for example of 1 and that (23) is formed of separately transportable sections according to cuts S (231) cutting the blade root (262), the downstream plane (24), upstream (25), the ribs (26). ) or the hook (261). 16) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1,2 et 3 caractérisée en ce que les deux rotors amont et aval par exemple A (3) et B (4) d'un même étage peuvent fonctionner isolément des deux rotors à l'arrêt par exemple C (5) et D (6) de l'autre étage et que l'ensemble pivotant (1), (3), (4), (5) et (6) reste équilibré et manoeuvrable.16) A quadrotor wind turbine according to claims 1,2 and 3 characterized in that the two upstream and downstream rotors for example A (3) and B (4) of the same stage can operate separately from the two rotors stopped for example C (5) and D (6) of the other stage and that the pivoting assembly (1), (3), (4), (5) and (6) remains balanced and manoeuvrable. 17) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1,2,3 et 16 caractérisée en ce que les régimes de rotation des rotors d'un étage par exemple A (3) et B (4) et de l'autre étage par exemple C (5) et D (6) peuvent être différenciés et que l'ensemble (1), (3), (4), (5) et (6) reste équilibré et manoeuvrable.  17) quadrotor wind turbine according to claims 1,2,3 and 16 characterized in that the rotational speeds of the rotors of a stage for example A (3) and B (4) and the other stage for example C (5). ) and D (6) can be differentiated and that the set (1), (3), (4), (5) and (6) remains balanced and manoeuvrable. 18) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1 et 11 caractérisée en ce que les quatre moyeux (29), (30), (31) et (32) des quatre rotors tournent sur des paliers autour de quatre arbres horizontaux fixes (33), (34),(35) et (36) sensiblement parallèles entre eux et solidaires de la structure pivotante (1).  18) A quadrotor wind turbine according to claim 1 and 11 characterized in that the four hubs (29), (30), (31) and (32) of the four rotors rotate on bearings around four fixed horizontal shafts (33), ( 34), (35) and (36) substantially parallel to each other and integral with the pivoting structure (1). 19) Eolienne quadrirotor selon les revendications 1 et 18 dont les quatre rotors (3), (4), (5) et (6) sont accouplés à quatre alternateurs tels que (41) à régime de rotation variable par le moyen de quatre transmissions à pignons dentés (37) et (38) à chaînes (39) et quatre boîtes d'engrenages (40).  19) A quadrotor wind turbine according to claims 1 and 18, the four rotors (3), (4), (5) and (6) are coupled to four alternators such as (41) variable rotational speed by means of four transmissions chain gear (37) and (38) chain (39) and four gear boxes (40). 20) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1, 18 et 19 caractérisée en ce que les pignons dentés (37) coaxiaux aux rotors (3), (4), (5) et (6) ont la forme d'une roue ajourée (45) d'un diamètre de 5% à 10% de celui des rotors.  20) quadrotor wind turbine according to claim 1, 18 and 19 characterized in that the toothed gears (37) coaxial with the rotors (3), (4), (5) and (6) are in the form of a perforated wheel (45). ) with a diameter of 5% to 10% of that of the rotors. 21) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1 et 4 dont les quatre alternateurs tels que (41) sont refroidis par un circuit d'air pulsé circulant à l'intérieur des poutre échelles (12), (13), (14), (15) et (16) dont les membrures nervurées intérieurement et éventuellement extérieurement servent d'échangeur de chaleur à air de grande surface.  21) quadrotor wind turbine according to claim 1 and 4, the four alternators such as (41) are cooled by a pulsed air circuit flowing inside the beam ladders (12), (13), (14), (15). ) and (16) whose internally and possibly externally ribbed ribs serve as a large surface air heat exchanger. 22) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1 caractérisée en ce que sa puissance électrique installée est d'environ 1250 W par m2 de surface balayée par les rotors et que sa puissance nominale est obtenue par vent de 17 m/seconde environ.  22) Quadrotor wind turbine according to claim 1 characterized in that its installed electrical power is about 1250 W per m2 of surface swept by the rotors and that its nominal power is obtained in wind of about 17 m / second. 23) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1,16 et 17 caractérisée en ce que les plans des quatre rotors (3), (4), (5) et (6) s'orientent naturellement face à la direction du vent lorsque le régime de rotation des quatre alternateurs (41), (42), (43) et (44) est synchronisé ou bien le même à chaque étage.  23) quadrotor wind turbine according to claim 1 16 and 17 characterized in that the planes of the four rotors (3), (4), (5) and (6) are naturally oriented towards the direction of the wind when the speed of rotation of the four alternators (41), (42), (43) and (44) is synchronized or the same at each stage. 24) Éolienne quadrirotor selon la revendication 1, 16 et 17 caractérisée en ce que le système de sécurité et de sauvegarde des quatre rotors à pas fixe (3), (4), (5) et (6) consiste à faire pivoter sur son axe (7) la structure (1) d'environ 90 et à mettre les plans de rotation de (3), (4), (5) et (6) de travers par rapport à la direction du vent, par exemple en modifiant électriquement le régime de rotation d'un alternateur (41), (42) , (43) ou (44) et de son rotor (3),(4),(5) ou (6).  24) A quadrotor wind turbine according to claim 1, 16 and 17, characterized in that the safety and safeguard system of the four fixed pitch rotors (3), (4), (5) and (6) is to rotate on its axis (7) the structure (1) of about 90 and to put the rotation planes of (3), (4), (5) and (6) crosswise with respect to the direction of the wind, for example by modifying electrically the rotational speed of an alternator (41), (42), (43) or (44) and its rotor (3), (4), (5) or (6). 25) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1 et 24 caractérisée en ce qu'en l'absence d'alimentation électrique, la structure (1) pivote d'environ 90 sur l'axe (7) et que les plans de rotation des rotors (3), (4), (5) et (6) se mettent de travers par rapport à la direction du vent et sont maintenus dans cette position de sécurité par la traînée aérodynamique d'au moins un volet articulé (46), que (46) est articulé à l'une des poutre échelles (12), (13), (14), (15) ou (16) et actionné par exemple par un vérin pneumatique (47) ou des ressorts, et bascule par exemple autour de son axe central (48) pour former dérive.  25) quadrotor wind turbine according to claim 1 and 24 characterized in that in the absence of power supply, the structure (1) pivots about 90 on the axis (7) and that the rotational planes of the rotors ( 3), (4), (5) and (6) are skewed relative to the wind direction and are maintained in this safety position by the aerodynamic drag of at least one hinged flap (46), which ( 46) is articulated to one of the ladder beams (12), (13), (14), (15) or (16) and actuated for example by a pneumatic cylinder (47) or springs, and for example switches around from its central axis (48) to form drift. 26) Eolienne quadrirotor selon la revendication 1,16,17 et 24 caractérisée en ce que la structure (1) et les quatre rotors (3), (4), (5) et (6) en position neutre de sauvegarde, sont ramenés en position de fonctionnement face à la direction du vent en actionnant électriquement au moins un alternateur (41), (42), (43) ou (44) entraînant un rotor (3), (4), (5) ou (6) qui agit alors comme hélice motrice.  26) quadrotor wind turbine according to claim 1,16,17 and 24 characterized in that the structure (1) and the four rotors (3), (4), (5) and (6) in the neutral position of backup, are brought back in operating position facing the wind direction by electrically actuating at least one alternator (41), (42), (43) or (44) driving a rotor (3), (4), (5) or (6) who then acts as a driving propeller. 27) Eoliennes quadrirotors (70) selon la revendication 1 d'une puissance totale de 10 MW à 20 MW et dont les rotors tels que (3) ont un diamètre de 50m à 70m environ.  27) A quadrotor wind turbines (70) according to claim 1 with a total power of 10 MW to 20 MW and whose rotors such as (3) have a diameter of 50m to 70m approximately. 28) Parc éolien (99) offshore ou terrestre d'une puissance installée de 120 à 1200 MW caractérisé en ce qu'il comporte de 6 à 60 éoliennes quadrirotors (70) selon l'une des revendications 1 à 27 dont l'espacement (77) est d'environ sept fois le diamètre de l'un des rotors (3), lesdites éoliennes étant réparties sur un réseau d'interconnexion (72) selon un hexagone central (50) et un nombre variable d'hexagones concentriques (51) autour d'un centre technique commun (71) de raccordement électrique à la côte (73), de télécommande et de maintenance, et en ce que le parc (99) de 1200MW s'inscrit à l'intérieur d'un hexagone (51) de 2 Km de côté.  28) Offshore or onshore wind farm (99) with an installed capacity of 120 to 1200 MW, characterized in that it comprises from 6 to 60 quadrotor wind turbines (70) according to one of claims 1 to 27 whose spacing ( 77) is about seven times the diameter of one of the rotors (3), said wind turbines being distributed over an interconnection network (72) according to a central hexagon (50) and a variable number of concentric hexagons (51). ) around a common technical center (71) for electrical connection to the coast (73), remote control and maintenance, and that the park (99) of 1200MW falls within a hexagon ( 51) of 2 km of side.
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