La présente invention concerne une installation éolienne destinée à produire de l'électricité.Les secteurs d'activités concernés sont le secteur des aérogénérateurs dits éoliennes et les secteurs associés comme le génie civil,la sidérurgie,la production d'électricité et des appareillages et réseaux électriques. The present invention relates to a wind power plant for generating electricity. The sectors of activity concerned are the so-called wind turbines sector and the associated sectors such as civil engineering, steel industry, electricity production and equipment and networks. electric.
Les éoliennes se présentent pour la plupart sous la forme d'un rotor d'axe horizontal et monté sur un support spécifique,en l'occurence un mât qui n'a aucune autre fonction,d'où une rentabilisation limitée de l'espace occupé.Ces éoliennes sont coûteuses (coût du mât élevé),ont une puissance limitée,un fort impact visuel,s'intègrent peu à leur environnement, sont encombrantes.Les mâts des éoliennes installées en mer créent une entrave à la circulation maritime;sur terre ils occupent le sol et limitent son exploitation,agricole ou autre.Ces éoliennes ne peuvent excéder certaines dimensions,ce qui rend la création de parcs nécessaire,accentuant encore ces inconvénients.Leur hauteur limitée ne leur permet pas de capter les vents d'altitude plus puissants. Afin de capter les vents d'altitude plus puissants le dispositif décrit par le brevet WO9518303 (Al) comporte une roue éolienne ou hydraulique sur câble tendu entre deux tours ou deux montagnes.Cependant comme le câble,et non le rotor lui-même,est fixé aux supports,le potentiel de captation est réduit pour les raisons suivantes:les immenses espaces entre le rotor et les supports ne sont pas captés,la configuration étroite d'une roue face au vent telle que montrée traversée par le câble comme axe limite l'aire captée,le type de rotor facial montré ne peut avoir à surface égale,et de loin,une puissance comparable à celle d'une éolienne rapide conventionnelle (dont la description ne prévoit pas l'installation:en effet l'axe formé par le câble,n'étant pas l'axe de rotation d'un tel rotor,est inutilisable en l'état).Ce dispositif ne peut donc résoudre les problèmes mentionnés,et paraît davantage être une roue hydraulique. The wind turbines are mostly in the form of a horizontal axis rotor and mounted on a specific support, in this case a mast that has no other function, resulting in a limited profitability of space occupied These wind turbines are expensive (high cost of the mast), have a limited power, a strong visual impact, integrate little in their environment, are bulky.The masts of the wind turbines installed at sea create an obstacle to the marine circulation; they occupy the soil and limit its exploitation, agricultural or other.These wind turbines can not exceed certain dimensions, which makes the creation of parks necessary, accentuating still these drawbacks. Their limited height does not allow them to capture the winds of altitude more powerful. In order to capture the higher altitude winds the device described by the patent WO9518303 (A1) comprises a wind or hydraulic wheel on cable stretched between two towers or two mountains. However, as the cable, and not the rotor itself, is attached to the supports, the capture potential is reduced for the following reasons: the immense spaces between the rotor and the supports are not captured, the narrow configuration of a wheel facing the wind as shown through the cable as the limiting axis l the surface rotor type shown can not have, by far, a surface comparable to that of a conventional fast wind turbine (the description of which does not provide for the installation: indeed the axis formed by the cable, not being the axis of rotation of such a rotor, is unusable in the state). This device can not therefore solve the problems mentioned, and seems more like a water wheel.
Les diverses tentatives d'éoliennes volantes captant des vents d'altitude se heurtent aux problèmes suivants:prise au vent tendant à ramener l'appareil vers le sol en cas de maintien par câble ou nécessité de moteurs pour conserver une vitesse relative du vent,d'où les difficultés d'utilisation. Le célèbre rotor de Darrieus,breveté en 1931,d'axe vertical,présente en l'état des inconvénients plus importants encore que ceux du rotor traditionnel:sa structure le rend fragile,car le poids et les contraintes de torsion sont considérables sur le palier inférieur, pièce essentielle de ce type de rotor. En milieu urbain les éoliennes avec ou sans mât montées sur le toit d'un bâtiment ne captent que des turbulences sur une surface très limitée de surcroît,alors que le vent circule librement entre les bâtiments.Des brevets d'invention décrivent des "VAWT" ou "HAWT" placés sur des toits,des photos existent d'une réalisation de type Darrieus placés à l'horizontale sur un (seul) toit.Encombrantes et ne captant qu'une faible aire de vent,ces éoliennes entravent une éventuelle réalisation de panneaux solaires sur le toit d'un même bâtiment. La présente invention permet de résoudre ces problèmes.Le rotor de type Darrieus, ayant l'avantage d'avoir un bon rendement et de brasser une grande quantité d'air avec des pales relativement fines est réétudié pour être disposé face au vent sur axe horizontal,et non vertical comme il est d'usage pour ce type de rotor.Ainsi le rotor peut être maintenu de part et d'autre de son axe comme le permet le rotor Darrieus (il en est de même pour le rotor de type Savonius qui n'est pas retenu en raison de ses faibles performances et de sa lourdeur). Le rotor travaille différemment sur axe horizontal:en effet le poids repose sur les deux pièces axiales et non sur le seul palier inférieur. The various attempts of wind turbines capturing high winds face the following problems: wind resistance tending to bring the aircraft back to the ground in case of cable maintenance or need of engines to maintain a relative speed of the wind, where the difficulties of use. The famous Darrieus rotor, patented in 1931, with its vertical axis, has even greater disadvantages than the traditional rotor: its structure makes it fragile, because the weight and the torsional stresses are considerable on the bearing. lower, essential part of this type of rotor. In urban areas wind turbines with or without masts mounted on the roof of a building capture only turbulence on a very limited surface, while the wind circulates freely between buildings. Patents of invention describe "VAWT" or "HAWT" placed on roofs, photos exist of a realization of the type Darrieus placed horizontally on one (only) roof. Bulky and catching only a weak area of wind, these wind turbines hinder a possible realization of solar panels on the roof of the same building. The present invention makes it possible to solve these problems. The Darrieus-type rotor, having the advantage of having a good efficiency and of mixing a large quantity of air with relatively thin blades, is re-studied to be arranged facing the wind on a horizontal axis. , and not vertical as it is customary for this type of rotor. Thus the rotor can be maintained on either side of its axis as allowed by the Darrieus rotor (it is the same for the Savonius type rotor which is not retained because of its poor performance and heaviness). The rotor works differently on a horizontal axis: indeed the weight rests on the two axial parts and not on the only lower bearing.
L'installation éolienne comprenant une éolienne de type Darrieus d'axe horizontal comportant un rotor avec des pales paraboliques ou droites avec leurs montants,des entretoises,des moyeux,une traverse axiale,des traverses verticales,ainsi qu'un multiplicateur et ses transmissions,un générateur,un transformateur de démarrage pouvant être aussi un transformateur pour le réseau,une installation électrique et le câblage,est alors caractérisée en ce que le rotor est installé par ses deux points opposés sur et entre deux supports non spécifiques élevés tels que deux reliefs naturels ou deux structures bâties affectées à d'autres usages que le seul support de l'éolienne. Le rapport surface balayée sur encombrement au sol est optimal puisque celui-ci se résume aux seuls emplacements supportant l'éolienne,préexistants à l'installation ou étant le sommet de strcutures bâties affectées à d'autres fonctions que le seul support d'une éolienne.Une telle installation ne serait pas possible avec un rotor traditionnel puisque le support ne peut être situé qu'au milieu,et donc doit être spécialement édifié. Le rotor comprend sur ses côtés opposés deux segments axiaux cylindriques,tubes creux ajustés pour être en rotation autour des deux pièces axiales fixes cylindriques respectives alignées,tubes creux également pour permettre le passage de l'arbre de renvoi qui transmet la rotation au multiplicateur.Les deux pièces axiales fixes sont des pièces capitales car elles soutiennent le rotor et contiennent et protègent les appareillages dans sa partie arrière.Elles sont des cylindres d'un seul tenant pour plus de robustesse et pour économiser en coût de fabrication.En effet le maintien du rotor en deux points opposés rend inutile voire pénalisante (poids entraînant flexion et coûts supplémentaires) la jonction des pièces axiales fixes et,dans une moindre mesure,celle des segments axiaux pour lesquels une "traverse axiale" relativement légère apporte un complément de maintien en liaison avec le reste de la structure du rotor. Ces deux segments axiaux sont une nouveauté car ils entourent l'axe de rotation (contrairement à "l'axe central" du rotor Darrieus,réappelé "traverse axiale" pour éviter la confusion avec les segments axiaux,de massivité bien plus importante).Les segments axiaux sont donc des pièces essentielles et sont lourds et massifs,ce qui ne constitue pas un inconvénient car ils reposent sur leurs pièces axiales correspondantes. The wind turbine installation comprising a Darrieus wind turbine of horizontal axis comprising a rotor with parabolic or straight blades with their uprights, spacers, hubs, an axial cross member, vertical crosspieces, as well as a multiplier and its transmissions, a generator, a start-up transformer which can also be a transformer for the network, an electrical installation and the wiring, is then characterized in that the rotor is installed by its two opposite points on and between two high non-specific supports such as two reliefs natural or two built structures assigned for other uses than the only support of the wind turbine. The swept surface to floor space ratio is optimal since it is limited to the locations supporting the wind turbine, pre-existing to the installation or being the top of built structures assigned to functions other than the sole support of a wind turbine. Such an installation would not be possible with a traditional rotor since the support can be located only in the middle, and therefore must be specially built. The rotor comprises on its opposite sides two cylindrical axial segments, hollow tubes adjusted to be rotated around the two aligned cylindrical axial axial parts aligned, hollow tubes also to allow the passage of the countershaft which transmits rotation to the multiplier. two fixed axial parts are capital parts because they support the rotor and contain and protect the equipment in its rear part. They are cylinders in one piece for more robustness and to save in manufacturing cost. Indeed the maintenance of the rotor at two opposite points makes the junction of the fixed axial parts and, to a lesser extent, that of the axial segments for which a relatively light "axial cross-member" provides a complement of maintenance in connection, makes it unnecessary or even penalizing (weight causing bending and additional costs). with the rest of the rotor structure. These two axial segments are new because they surround the axis of rotation (unlike the "central axis" of the rotor Darrieus, called "axial cross-member" to avoid confusion with the axial segments, much larger massiveness). axial segments are essential parts and are heavy and massive, which is not a disadvantage because they rely on their corresponding axial parts.
Chaque pièce axiale fixe est soutenue par chacun des supports non spécifiques.Des éléments roulants,avec leurs cages,sont insérés entre chaque segment axial et sa pièce axiale fixe qui constituent alors à eux-deux un roulement à billes,à rouleaux,ou à aiguilles géant dans lequel le segment axial constitue la bague supérieure et sa pièce axiale fixe la bague inférieure.Des collerettes disposées alternativement sur les pièces axiales fixes et sous les segments axiaux constituent tout à la fois les chemins de roulement et une butée empêchant le déboîtement des deux cylindres. Un cylindre tournant autour d'un autre de part et d'autre d'un axe horizontal autorise une charge bien plus plus importante qu'un palier inférieur d'axe vertical soumis à des contraintes de cisaillement qui seraient accrues avec un placement à l'horizontale d'une grande éolienne,même dans l'hypothèse où le rotor Darrieus était maintenu sur ses deux supports non spécifiques par deux paliers de part et d'autre de l'axe. Par contre la configuration des segments axiaux entourant la pièce axiale fixe rend nécessaire la création de l'arbre de renvoi,qui passe à l'intérieur de la pièce axiale.Tandis qu'avec le rotor de type Darrieus sur palier dans sa tradition,le rotor lui-même constitue l'arbre qui est donc inexistant. Les supports non spécifiques sont sensiblement à la périphérie de la veine de vent captée qui couvre la majeure partie de la surface d'air située entre les supports,permettant au rotor de balayer une très large veine de vent libre d'obstacle,tant au vent que sous vent,avec effet Venturi et préorientation du vent,ce sans les coût d'un mât spécifique et encombrement au sol ou du toit.L'installation éolienne selon l'invention est conçue pour balayer des surfaces très importantes,tant en milieu naturel qu'en milieu urbain. Les deux entretoises sont également des pièces importantes.A l'origine elles ont pour fonction de renforcer le rotor;pour l'installation selon l'invention elles ont de nouvelles fonctions:fixer les segments axiaux ainsi que l'arbre de renvoi.Donc chacun des segments axiaux ainsi que l'arbre de renvoi,et la traverse axiale,viennent s'encastrer dans chacune des entretoises.Pour cette raison les éléments de renforts verticaux (à l'origine horizontaux tout comme les entretoises) sont appelés "traverses".Chacune des deux entretoises est fixée à l'extrémité vers l'intérieur du rotor de chacun des deux segments axiaux et aux pales.Un des segments axiaux comporte l'arbre de renvoi,situé dans le prolongement de la traverse axiale,et reliant le segment axial de sa partie fixée à l'entretoise au multiplicateur en passant par l'intérieur de la pièce axiale fixe. Selon une variante préférentielle l'arbre de renvoi a un diamètre presqu'égal au diamètre de sa pièce axiale fixe qui alors comporte également des collerettes internes faisant chemins de roulement.Des éléments roulants,dans leurs cages,sont insérés entre l'arbre de renvoi et la pièce axiale fixe, l'ensemble constituant,avec le segment axial,un double roulement à billes,à rouleaux ou à aiguilles.L'arbre de renvoi ayant le plus grand diamètre possible et bénéficiant d'un meilleur maintien voit sa résistance accrue. Each fixed axial piece is supported by each non-specific support. Rolling elements, with their cages, are inserted between each axial segment and its fixed axial part which then constitute a ball, roller or needle bearing. giant in which the axial segment constitutes the upper ring and its fixed axial part the lower ring.Rolls arranged alternately on the fixed axial parts and under the axial segments are both the raceways and a stop preventing the dislocation of the two cylinders. A cylinder rotating around another on either side of a horizontal axis allows a load much more important than a lower bearing vertical axis subjected to shear stresses that would be increased with a placement at the same time. horizontal of a large wind turbine, even if the Darrieus rotor was maintained on its two non-specific supports by two bearings on either side of the axis. On the other hand, the configuration of the axial segments surrounding the fixed axial part makes it necessary to create the countershaft, which passes inside the axial part. While with the Darrieus type rotor on a bearing in its tradition, the rotor itself constitutes the tree which is therefore nonexistent. The nonspecific supports are substantially at the periphery of the captured wind vein that covers most of the air surface between the supports, allowing the rotor to sweep a very large wind vein free of obstacles, both to the wind. only under wind, with Venturi effect and preorientation of the wind, without the cost of a specific mast and bulk on the ground or roof.The wind turbine according to the invention is designed to scan very important surfaces, both in the natural environment than in urban areas. The two spacers are also important parts.At the origin they have the function of reinforcing the rotor, for the installation according to the invention they have new functions: to fix the axial segments as well as the return shaft. Axial segments as well as the countershaft, and the axial cross member, fit into each of the spacers. For this reason the vertical reinforcing elements (originally horizontal as well as spacers) are called "crosspieces". Each of the two spacers is fixed to the inward end of the rotor of each of the two axial segments and to the blades. One of the axial segments comprises the deflection shaft, located in the extension of the axial crossmember, and connecting the segment axial portion attached to the spacer multiplier through the inside of the fixed axial part. According to a preferred variant, the countershaft has a diameter that is almost equal to the diameter of its fixed axial part, which then also comprises internal flanges forming rolling paths. Rolling elements, in their cages, are inserted between the countershaft. and the fixed axial piece, the assembly constituting, with the axial segment, a double ball, roller or needle bearing. The largest diameter shaft with the best possible diameter and having a better support is increased in strength. .
Une grande robustesse résulte tant du maintien sur les deux points opposés que du positionnement sans effet de cisaillement des parties en rotation réciproque grâce au fait que,contrairement au rotor Darrieus d'axe vertical,le rotor dans l'installation selon l'invention tourne autour d'un axe qui le supporte par ses segments axiaux (devant être plus solides que la traverse axiale dite "axe central" dans la terminologie habituelle),en l'occurence autour des deux portions d'axe alignés que constituent les pièces axiales fixes.Le haubanage n'a bien sûr pas lieu d'être.Il faut noter que la position horizontale du rotor facilite le montage et le démontage des pièces constitutives,rendus nécessaires par leurs poids et dimensions.Les pales elles-même peuvent être réalisées en modules démontables.L'installation éolienne selon l'invention s'intègre mieux à son environnement. L'installation éolienne selon l'invention se décline en deux modes principaux de réalisation: installation en milieu naturel,et installation en milieu urbain. En milieu naturel les deux supports non spécifiques élevés sont deux supports naturels comme deux reliefs,comme deux monts de part et d'autre d'un col,deux falaises de part et d'autre d'une vallée ou d'un canyon,deux îles,deux parois opposées d'un fjord,deux caps, une île et un cap.En raison de la hauteur et de la solidité de la masse de roche constituant les supports naturels le rotor peut atteindre des dimensions lui permettant de balayer une surface de vent plus de cent fois supérieure à celle balayée par une éolienne sur mât. L'importance de la surface balayée,combinée à la qualité et la puissance des vents en altitude,à l'effet Venturi,confèrent à l'installation selon la présente invention une puissance se rapprochant de celle d'une centrale nucléaire.Cependant comme la réalisation d'éoliennes géantes peut générer des problèmes,notamment d'acheminement des éléments sur le chantier il paraît préférable de limiter la surface balayée du rotor à une dizaine de fois la surface des plus grandes éoliennes existantes,et d'augmenter le nombre d'unités,les nombreuses stations de sports d'hiver offrant des opportunités.Comme l'éolienne selon l'invention n'est pas orientable,et bien que le vent se préoriente en contournant les obstacles,le site choisi est balayé par des vents dominants face à son axe.Les vallées du Rhône,de la Durance,avec leur fort mistral,des cols de montagne,des îles à fort relief,des canyons,des fjords,ce face à des vents dominants bien définis,peuvent être retenus.Des installations sont réalisables dans des stations de sports d'hiver ayant déjà modifié l'aspect de leur site. Chacune des deux pièces axiales fixes est insérée dans chacun des deux reliefs.L'une ou les deux pièces axiales fixes comprennent dans sa partie arrière une salle des machines disposant d'un plancher ainsi que d'un conduit d'aération la reliant à l'extérieur via la montagne et pouvant aussi servir d'accès par une trappe dont la fermeture par un abattant assure son étanchéité.La salle des machines comprend le générateur,le multiplicateur,le transformateur de démarrage, l'installation électrique.Les deux pièces axiales fixes sont des pièces métalliques ou en béton,noyées dans le béton coulé dans des excavations pratiquées dans la roche,selon des normes antisismiques.En milieu urbain les deux supports non spécifiques élevés sont deux bâtiments à usage d"habitation ou à usage professionnel. Chaque pièce axiale fixe fait partie intégrante d'un coffrage situé sur le bord du toit (toit-terrasse) de chacun des bâtiments.Un des coffrages contient également le générateur et 5 l'installation électrique. Les avantages sont les suivants:veine de vent sans obstacles entre les bâtiments,grande surface captée selon leur distance,effet Venturi.L'installation éolienne peut être effectuée sur des bâtiments déjà existants,ou dans le cadre d'un plan urbanistique concevant à la fois les bâtiments et l'éolienne;en effet les bâtiments existants ne sont pas toujours aptes à 10 recevoir de telles installations notamment lorsque leur hauteur est trop différente,lorsque le toit est incurvé,lorsque la distance les séparant est trop faible ou trop importante.D'autre part il est préférable que les bâtiments,deux par installation éolienne selon l'invention, soient construits avec un système anti-vibrations et antisismique.Cependant le système antivibrations suivant peut équiper les bâtiments déjà existants comme à construire grâce au 15 faible encombrement de l'installation éolienne selon l'invention:les pièces axiales fixes intégrées au coffrage sont chacune montées sur une surface isolée du toit par une ou plusieurs couches de matériaux isolants des vibrations:caoutchoucs,polymères, matériaux composites. Les éoliennes peuvent aussi être superposées:celle du haut est située sur les bords 20 opposés des deux toits:celles du dessous nécessitent la création d'un emplacement dans chaque bâtiment afin de recevoir un des coffrages comportant une pièce axiale fixe,et éventuellement le générateur et l'installation électrique.La superposition des éoliennes peut permettre de réguler les vibrations,notamment par une disposition appropriée:la disposition des profils est inversée d'une éolienne à l'autre de sorte que chacune tourne dans le sens 25 opposé de l'éolienne voisine superposée. Une étude de la fréquence des vibrations de chacune des éoliennes pourrait aussi permettre de neutraliser ces vibrations par leurs interférences,les vibrations de l'une neutralisant les vibrations de l'autre. Note:les éléments largements intégrés dans le champ des connaissances techniques et ne relevant pas en eux-mêmes,pris séparément,de la présente invention ne sont pas 30 spécialement décrits;il en est ainsi des générateur,multiplicateur,transformateur,installation électrique,câblage,roulements,pièces sidérurgiques,profil des pales du rotor Darrieus. Les dessins annexés représentent deux modes de réalisations et leurs variantes de l'installation éolienne selon la présente invention. La figure 1 représente une vue d'ensemble en rnilieu naturel de l'installation éolienne 35 selon la présente invention,les segments axiaux étant représentés élargis et en coupe,comme pour la figure suivante. La figure 2 représente une vue d'ensemble en milieu urbain de l'installation éolienne selon la présente invention . A great robustness results as much from the maintenance on the two opposite points as from the positioning without shearing effect of the parts in mutual rotation thanks to the fact that, unlike the rotor Darrieus vertical axis, the rotor in the installation according to the invention revolves around an axis that supports it by its axial segments (to be more solid than the axial crosspiece called "central axis" in the usual terminology), in this case around the two aligned portions of axis that constitute the fixed axial parts. The bracing does not have any place to be. It should be noted that the horizontal position of the rotor facilitates the assembly and disassembly of the component parts, made necessary by their weight and dimensions. The blades themselves can be made in modules. The wind turbine according to the invention is better integrated with its environment. The wind turbine installation according to the invention is divided into two main embodiments: installation in a natural environment, and installation in an urban environment. In the natural environment the two high non-specific supports are two natural supports like two reliefs, like two mountains on both sides of a pass, two cliffs on both sides of a valley or a canyon, two islands, two opposite walls of a fjord, two capes, an island and a cap.Because of the height and the solidity of the mass of rock constituting the natural supports the rotor can reach dimensions allowing him to scan a surface of wind more than a hundred times that of a windmill. The importance of the swept surface, combined with the quality and the power of the winds in altitude, with the Venturi effect, give to the installation according to the present invention a power approximating that of a nuclear power station. realization of giant wind turbines can generate problems, including the routing of elements on site it seems better to limit the swept area of the rotor to a dozen times the surface of the largest existing wind turbines, and to increase the number of units, the many winter sports resorts offering opportunities.As the wind turbine according to the invention is not orientable, and although the wind is preorienting bypassing the obstacles, the chosen site is swept by prevailing winds face The valleys of the Rhone, the Durance, with their strong mistral, mountain passes, islands with high relief, canyons, fjords, facing the prevailing winds well defined, can be retained. Facilities are available at ski resorts that have already changed the look of their site. Each of the two fixed axial parts is inserted into each of the two reliefs. One or both fixed axial parts comprise in its rear part a machine room having a floor as well as a ventilation duct connecting it to the floor. outside via the mountain and can also be used as access by a hatch closed by a flap ensures its sealing. The engine room includes the generator, the multiplier, the starter transformer, the electrical installation. The two axial parts fixed are metal or concrete parts, embedded in the concrete poured into rock excavations, according to earthquake-resistant standards.In urban areas the two high non-specific supports are two buildings used for residential or professional use. fixed axial part forms an integral part of a formwork located on the edge of the roof (roof-terrace) of each of the buildings. One formwork also contains the generator and 5 electrical installation. The advantages are as follows: wind vein without obstacles between the buildings, large area sensed according to their distance, Venturi effect. The wind turbine installation can be carried out on already existing buildings, or as part of an urban plan conceiving at the Both the buildings and the wind turbine, because the existing buildings are not always able to receive such facilities especially when their height is too different, when the roof is curved, when the distance between them is too small or too large. On the other hand it is preferable that the buildings, two by wind power system according to the invention, are built with an anti-vibration and anti-seismic system. However, the following anti-vibration system can equip existing buildings as well as build thanks to the small space requirement. of the wind turbine system according to the invention: the fixed axial parts integrated into the formwork are each mounted on not insulated roof surface by one or more layers of vibration isolating materials: rubbers, polymers, composite materials. Wind turbines can also be superimposed: that of the top is located on the opposite edges of the two roofs: those below require the creation of a location in each building to receive one of the forms having a fixed axial part, and possibly the generator and the electrical installation. The superposition of the wind turbines can make it possible to regulate the vibrations, in particular by an appropriate arrangement: the arrangement of the profiles is reversed from one wind turbine to the other so that each turns in the opposite direction of the wind turbine. neighboring wind turbine superimposed. A study of the frequency of the vibrations of each wind turbine could also make it possible to neutralize these vibrations by their interferences, the vibrations of one neutralizing the vibrations of the other one. Note: The non-self-explanatory, in-scope elements of the present invention are not specifically described, such as generators, multipliers, transformers, electrical installations, wiring , bearings, steel parts, rotor blade profile Darrieus. The attached drawings show two embodiments and their variants of the wind turbine system according to the present invention. FIG. 1 represents an overall view in natural environment of the wind turbine system 35 according to the present invention, the axial segments being shown enlarged and in section, as in the following figure. FIG. 2 represents an overall view in an urban environment of the wind turbine installation according to the present invention.
La figure 3 représente une vue d'ensemble en milieu urbain d'une variante de l'installation éolienne selon l'invention,les segments axiaux n'étant pas représentés élargis et en coupe,mais indistincts des pièces axiales fixes cylindriques comme ils apparaissent dans la réalité. FIG. 3 represents an overall view in an urban environment of a variant of the wind turbine system according to the invention, the axial segments being not shown enlarged and in section, but indistinguishable from the cylindrical fixed axial parts as they appear in FIG. reality.
La figure 4 représente en plan une pièce axiale fixe dans son segment axial en milieu naturel.Le segment axial et la pièce axiale fixe,ainsi que le moyeu sont représentés en coupe,les hachures recouvrant donc également le transformateur,le générateur,l'arbre de renvoi pour laisser apparaître les contours,mais pas les roulements pour une meilleure lisibilité. FIG. 4 shows in plan a fixed axial part in its axial segment in a natural environment. The axial segment and the fixed axial part, as well as the hub, are shown in section, the hatches thus also covering the transformer, the generator, the shaft to reveal the outlines, but not the bearings for better readability.
La figure 5 représente représente une pièce axiale fixe dans son coffrage,en milieu urbain.Seule une partie de la pièce axiale fixe est représentée en coupe,pour permettre une meilleure lisibilité. La figure 6 représente des éléments roulants,dans leur cage. La figure 7 représente l'encastrement dans l'entretoise de l'arbre de renvoi,de la 15 traverse axiale,du segment axial. La figure 8 est une variante de l'arbre de renvoi représenté sur la figure 4.Seule la partie de la pièce axiale fixe tournée vers le relief est représentée en coupe,pour permettre une meilleure lisibilité. Le mode de réalisation représenté sur les figures 1,4,6,7 décrit une installation 20 éolienne selon l'invention en milieu naturel. Un rotor (1) de type Darrieus de grandes dimensions sur axe horizontal est supporté par deux reliefs (3a) .Une étude géologique préalable permet d'analyser le type de roche.Les terrains calcaires,plus friables,sont évités au profit des roches métamorphiques ou cristallines.Des excavations en forme de tunnels sont réalisées sur le flanc des deux montagnes pour l'insertion des pièces axiales fixes (2) . 25 Les éléments cylindriques comme les segment axial (10) et l'arbre de renvoi (21,21') sont réalisées par assemblage de tôles.Il en est de même pour la pièce axiale fixe (2) ,qui peut aussi être réalisée en béton ou,encore fondue sur place.Un moule fixe en tôle composé de deux cylindres emboîtés préformant la pièce axiale fixe est rempli aux interstices de métal fondu.Un conduit d'aération (18) est pratiqué entre l'extérieur et l'orifice de la pièce 30 axiale fixe (2) fermé par un abattant (23) .Ce conduit sert également d'accès à la salle des machines (17) .Comme les pièces du rotor (1) sont très grandes et lourdes elles se montent au fur et à mesure de l'avancement des travaux.Ainsi les segments axiaux (10) sont démontables aux niveaux du moyeu (19) et de l'entretoise (l la) .Les pales paraboliques (7) sont montées par les moyeux (19) fixés aux deux segments axiaux (10) cylindriques et 35 creux avec leurs entretoises (1 la) ,un par côté.Les deux segments axiaux (10) tournent autour des deux pièces axiales fixes (2) .Un des segments axiaux (10) comporte l'arbre de renvoi (21) transmettant le mouvement de rotation du rotor (1) au multiplicateur (14) .Les dimensions du rotor (1) rendent très faible sa vitesse angulaire,qui peut être de l'ordre de 10 tours par minute pour un rotor de 300 mètres de diamètre.Pour y remédier d'une part la démultiplication est rendue très importante par les dimensions exceptionnelles du multiplicateur et relativement modestes de l'engrenage aboutissant au générateur (15) . D'autre part un générateur de type "lent" est installé.Des traverses (8) verticales et une traverse axiale (12) consolident la forme des pales du rotor (1) .Elles sont réalisées dans une matière légère pour ne pas plier la structure sous l'effet du poids:aluminium,fibre de carbone,matériaux composites.Selon une variante elles sont constituées de tronçons assemblés sur place.Des pales paraboliques (7) sont retenues car elles épousent bien les déclivités du terrain:il s'ensuit une optimisation de la surface captée:selon une variante elles sont constituées de tronçons,ou modules,assemblés et fixés sur place,pour faciliter leur acheminement sur le chantier.Des éléments roulants (13) sont disposés dans leurs cages (26) entre la pièce axiale fixe (2) et le segment axial (10).Des rouleaux (13) sont retenus car ils répartissent mieux les charges en roulement.Des collerettes (24,24') sont disposées alternativement sur la pièce axiale fixe (2) et sur le segment axial (10) ,constituant les chemins de roulement ainsi que les butées empêchant le déboîtement de ces deux pièces.Un plancher (20) est installé dans la salle des machines (17) afin d'y recevoir,sur une surface plane,le transformateur (16) et le générateur (15) . Selon une variante représentée sur la figure 8 l'arbre de renvoi (21') ,est accolé à la périphérie interne de la pièce axiale fixe (2) autour duquel il tourne,parallèlement au segment axial (2) avec lequel il est encastré dans l'entretoise (1 la) ,par l'intermédiaire d'éléments roulants (13') ,dans leur cage (26),superposés donc aux éléments roulants (13) disposés entre le segment axial (10) et la pièce axiale fixe (2) .D'autres collerettes (24") disposées à la périphérie interne de la pièce axiale fixe (2) servent de chemins de roulement.Le câble électrique (22) passe à travers la montagne,préalablement forée au diamètre nécessaire,pour se connecter au réseau par la borne la plus proche.Les dispositifs habituels des éoliennes sont inclus:frein à disque,signalisation aérienne etc. Le mode de réalisation représenté sur les figures 2,6,7 décrit l'installation éolienne en milieu urbain.Un rotor (1) de type Darrieus est monté avec des pales paraboliques (7) fixées aux deux pièces axiales fixes (2) lesquelles sont insérées dans deux coffrages (4) .Chaque coffrage est situé en bordure du toit-terrasse de chacun des deux bâtiments (3b) qui constituent des supports non spécifiques (3b) .Si les immeubles (3b) ne sont pas de même hauteur,l'un des coffrages est plus grand pour permettre la mise à niveau de l'installation.L'un des coffrages (4) contient le générateur (15) ,le transformateur (16) ,le multiplicateur (14).Une plaque isolante (25) des vibrations est insérée entre le toit et le coffrage (4) .Cette plaque est composée de matériaux comme le caoutchouc,des matériaux composites permettant un travail latéral selon les secousses.La plaque isolante (25) est bétonnée côté toit et côté coffrage (4) .La plaque isolante peut être remplacée par des rangées de ressorts permettant du jeu latéral.Le câble électrique (22) alimente le bâtiment.Si les générateur (15) ,transformateur (16) ,multiplicateur (14) sont en deux exemplaires,un par support,l'éolienne alimente les deux bâtiments (3b).Les autres éléments,à part leurs dimensions,sont les mêmes que pour le mode de réalisation précédent. Selon une variante du mode de réalisation précédent représenté sur la figure 3,deux rotors (1) de type Darrieus sont superposés.Chaque rotor comprend des pales droites (9) fixées sur des montants (5) comprenant chacun un des deux segments axiaux (10) tournant autour des pièces axiales fixes (2) .Les coffrages (4) du rotor du bas sont insérés dans des emplacements (6) prévus à cet effet. Les bâtiments sont construits alors en fonction des emplacements à réserver. FIG. 5 represents a fixed axial part in its formwork, in an urban environment. Only a part of the fixed axial part is shown in section, to allow a better readability. Figure 6 shows rolling elements in their cage. Figure 7 shows the recess in the spacer of the countershaft, the axial cross member, the axial segment. Figure 8 is a variant of the deflection shaft shown in Figure 4. Only the portion of the fixed axial piece facing the relief is shown in section, to allow better readability. The embodiment shown in FIGS. 1, 6, 6, 7 describes a wind turbine installation according to the invention in a natural environment. A large Darrieus type rotor (1) on a horizontal axis is supported by two reliefs (3a). A preliminary geological study makes it possible to analyze the type of rock. The calcareous soils, more friable, are avoided in favor of the metamorphic rocks. or crystalline.Des excavations in the form of tunnels are carried out on the side of the two mountains for the insertion of fixed axial parts (2). The cylindrical elements such as the axial segment (10) and the countershaft (21, 21 ') are made by sheet-metal assembly. The same is true of the fixed axial part (2), which can also be produced by concrete or still melted on site.A fixed sheet metal mold consisting of two nested cylinders preforming the fixed axial part is filled at the interstices of molten metal.A ventilation duct (18) is made between the outside and the orifice of the fixed axial part (2) closed by a flap (23) .This duct also serves as access to the engine room (17). As the parts of the rotor (1) are very large and heavy they are mounted as and as the work progresses.Thus the axial segments (10) are removable at the hub (19) and the spacer (1 la) .The parabolic blades (7) are mounted by the hubs (19) fixed to the two axial segments (10) cylindrical and hollow with their spacers (1a), one per side. axial elements (10) rotate around the two fixed axial parts (2) .An axial segment (10) comprises the deflection shaft (21) transmitting the rotational movement of the rotor (1) to the multiplier (14). the rotor (1) makes its angular velocity very low, which can be of the order of 10 revolutions per minute for a rotor of 300 meters in diameter. To remedy this, on the one hand, the reduction is made very important by the exceptional dimensions. of the multiplier and relatively modest gearing leading to the generator (15). On the other hand a "slow" type generator is installed. Vertical crosspieces (8) and an axial cross member (12) consolidate the shape of the rotor blades (1). They are made of a light material so as not to bend. structure under the effect of weight: aluminum, carbon fiber, composite materials.According to a variant they consist of assembled sections on site.Pallels parabolic (7) are retained because they marry well the slope of the ground: it follows an optimization of the sensed surface: according to a variant they consist of sections, or modules, assembled and fixed on site, to facilitate their delivery to the construction site. Rolling elements (13) are arranged in their cages (26) between the workpiece axial axis (2) and the axial segment (10). Rollers (13) are retained because they better distribute the rolling loads. Flanges (24,24 ') are arranged alternately on the fixed axial part (2) and on the axial segment ( 10), constituting the raceways as well as the stops preventing the disengagement of these two parts.A floor (20) is installed in the engine room (17) to receive, on a flat surface, the transformer (16). ) and the generator (15). According to a variant shown in FIG. 8, the return shaft (21 ') is attached to the inner periphery of the fixed axial part (2) around which it rotates, parallel to the axial segment (2) with which it is embedded in the spacer (1 la), by means of rolling elements (13 '), in their cage (26), superimposed therefore on the rolling elements (13) arranged between the axial segment (10) and the fixed axial part ( 2) .Other flanges (24 ") arranged at the inner periphery of the fixed axial part (2) serve as rolling tracks.The electric cable (22) passes through the mountain, previously drilled to the necessary diameter, for connect to the network by the nearest terminal.The usual devices of the wind turbines are included: disc brake, aerial signaling etc. The embodiment shown in Figures 2,6,7 describes the wind turbine installation in an urban environment. (1) Darrieus type is mounted with parabolic blades es (7) fixed to the two fixed axial parts (2) which are inserted in two formwork (4) .Each formwork is located at the edge of the roof terrace of each of the two buildings (3b) which constitute non-specific supports (3b) If the buildings (3b) are not of the same height, one of the formworks is larger to allow the leveling of the installation. One of the forms (4) contains the generator (15), the transformer (16), the multiplier (14) .An insulating plate (25) of vibrations is inserted between the roof and the formwork (4) .This plate is composed of materials such as rubber, composite materials for lateral work according to the shaking The insulating plate (25) is concreted on the roof side and on the shuttering side (4). The insulating plate can be replaced by rows of springs allowing lateral play. The electric cable (22) supplies the building. If the generators (15) , transformer (16), multiplier (14) are in two copies, one per support, the wind turbine supplies the two buildings (3b). The other elements, apart from their dimensions, are the same as for the previous embodiment. According to a variant of the previous embodiment shown in FIG. 3, two rotors (1) of the Darrieus type are superposed. Each rotor comprises straight blades (9) fixed on uprights (5) each comprising one of the two axial segments (10). ) rotating around the fixed axial parts (2) .The formwork (4) of the bottom rotor are inserted in locations (6) provided for this purpose. The buildings are built then according to the places to be reserved.
Pour tout mode de réalisation le rotor (1) peut être en partie ou en totalité gonflable:les traverses (8) ,les entretoises (11) ,la traverse axiale (12) sont alors des structures gonflables à haute pression,les pales droites (9) ou paraboliques (7) sont des structures gonflables compartimentées (avec toutefois des performances moindres),les montants (5) des pales droites (9) sont des structures gonflables à haute pression,ce pour alléger la structure et faciliter le montage. L'installation éolienne selon l'invention trouve son application dans les énergies renouvelables.Sa mise en oeuvre fait appel aux techniques du génie civil comme de l'énergie éolienne,ce pour une production massive en milieu naturel,et une optimisation de l'énergie éolienne en milieu urbain.Par la suite,des plans d'urbanisation pourraient l'intégrer en ville ou dans des lotissements,les toitures,peu encombrées par l'installation éolienne décrite,bénéficiant alors de toute leur surface pour être équipées de panneaux solaires sans qu'il y ait des interférences avec l'éolienne qui est située sur les côtés entre les bâtiments.En milieu montagnard l'installation éolienne selon l'invention peut être couplée à une montagne solaire également utilisable pour la production d'électricité. For any embodiment, the rotor (1) may be partially or totally inflatable: the crosspieces (8), the spacers (11), the axial cross member (12) are then inflatable structures at high pressure, the blades are straight ( 9) or parabolic (7) are compartmentalized inflatable structures (with however less performance), the uprights (5) of the straight blades (9) are inflatable structures at high pressure, to lighten the structure and facilitate assembly. The wind turbine installation according to the invention finds its application in renewable energies. Its implementation makes use of civil engineering techniques such as wind energy, for a massive production in the natural environment, and an optimization of energy. In the following, urbanization plans could integrate it in city or in housing estates, roofs, not very congested by the described wind power plant, then benefiting from their whole surface to be equipped with solar panels without that there is interference with the wind turbine which is located on the sides between the buildings. In montane environment the wind power plant according to the invention can be coupled to a solar mountain also usable for the production of electricity.