FR2980533A1

FR2980533A1 - Windmill for converting kinetic energy of wind into e.g. electric energy, has power transmission belt connecting main roller and alternator, and coupling shaft arranged between two pulleys of transmission belt and another transmission belt

Info

Publication number: FR2980533A1
Application number: FR1102904A
Authority: FR
Inventors: Jean Paul Bibes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2013-03-29
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: FR2980533B1

Abstract

The windmill (1) has a supporting structure (3) provided with a set of sides (15, 16). Two main rollers (4, 5) are vertically guided on a horizontal asymmetrical blade (2). Two incidence rollers (6, 7) are fixed on the blade. A set of bearings (8, 9) is respectively fixed on the sides. Two cams (10, 11) are arranged for the two incidence rollers. A power transmission belt (12) mechanically connects one of the main rollers and an alternator (13). A coupling shaft (25) is arranged between two pulleys (20, 23) of the transmission belt and another transmission belt (22).

Description

La présente invention se rapporte au domaine général des moyens de production d'énergie qui exploitent la force du vent comme source d'énergie. La présente invention concerne plus particulièrement les éoliennes de type alternatives aussi appelées oscillante. The present invention relates to the general field of power generation means that harness wind power as a source of energy. The present invention relates more particularly to wind turbines of alternative type also called oscillating.

Les éoliennes transforment l'énergie cinétique du vent en énergie électrique ou pneumatique ou mécanique ou potentielle. Elles présentent un moyen de production d'énergie renouvelable, mais présentent l'inconvénient d'être bruyantes, chères et de présenter une gêne visuelle. En outre, elles peuvent représenter un danger pour les oiseaux. Wind turbines transform the kinetic energy of the wind into electrical or pneumatic or mechanical or potential energy. They have a means of producing renewable energy, but have the disadvantage of being noisy, expensive and present a visual discomfort. In addition, they can be a danger to birds.

En outre, leur installation est souvent difficile tant du point de vue technique qu'administratif, notamment pour des raisons d'intégration dans les sites urbains ou agricoles ou naturels. Les objets assignés à la présente invention visent par conséquent à porter remède aux différents inconvénients énumérés précédemment et à proposer une 15nouvelle éolienne à pale asymétrique horizontale alternative. Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer une éolienne dont le fonctionnement est particulièrement silencieux. Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer une éolienne dont la pale, au profil épais asymétrique a un rendement élevé. 20 Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer une éolienne facile à installer et discrète. Un autre objet assigné à l'invention vise à proposer une éolienne qui peut s'intégrer harmonieusement dans un concept architectural ou une architecture existante. 25 L'éolienne présente une cinématique au mouvement alternatif : vertical ascendant et vertical descendant. Cette invention concerne une éolienne horizontale, qui comporte une pale, une structure porteuse, caractérisée en ce que la pale soit horizontale, génère un mouvement alternatif et que ladite éolienne comporte : 30- une structure porteuse supportant la pale et autorisant son déplacement vertical alternatif ascendant - descendant, un dispositif de guidage en incidence qui change la portance de la pale en position ascendante ou descendante, - des moyens de fixation et de glissement de la pale sur la structure porteuse, - un moyen de transformation de l'énergie cinétique de la pale en énergie électrique, de type alternateur. - Des moyens de synchronisation des mouvements oscillants des deux côtés de la pale afin de la maintenir horizontale D'autres objets caractéristiques de l'invention apparaîtront plus en détail à ta lecture de la description qui suit, ainsi qu'à l'aide des dessins annexés : - la figure 1 illustre, selon une vue en perspective, une variante de la réalisation d'une éolienne conforme à l'invention en mouvement ascendant. - la figure 2 illustre, selon une vue en perspective conforme à la figure 1, une variante 10 de la réalisation d'une éolienne conforme à l'invention en mouvement descendant. - La figure 3 illustre, selon une vue en perspective conforme à la figure 1, la pale représentée seule. On note (XX') la direction horizontale de l'axe de ta pale. On note (V) la direction du vent. 15 Selon une caractéristique importante de l'invention, l'éolienne (1) a une pale (2) horizontale, rigide, épaisse et a un profil asymétrique et comporte : - une structure porteuse (3) - deux galets principaux (4) et (5) de guidage vertical fixés sur la pale (2) - deux galets d'incidence (6) et (7) fixés sur ta pale (2) 20- deux paliers (8) et (9) pour le guidage des galets principaux respectivement (4) et (5) - deux cames (10) et (11) pour le guidage de galets d'incidence respectivement (6) et (7) - une courroie de transmission (12) entre l'alternateur et le galet (4) - un contrepoids (14) fixé sur la courroie (12) 25- un alternateur (13) tes flancs (15) et (16) de la structure porteuse (3) - un pivot (17) - deux ailerons (18) et (19) - deux poulies (20) et (21) de la courroie de transmission (12) 30- deux poulies (23) et (24) de la courroie de transmission (22) - un arbre de liaison (25) entre tes poulies (20) et (23) Au sens de l'invention, la structure porteuse (3) est constituée d'une base et de deux flancs (15) et (16) qui supportent les paliers de guidage (8) et (9) d'une part, les cames (10) et (11) d'autre part. Les galets principaux (4) et (5) glissent dans la gorge des paliers respectivement (8) et (9). Les galets d'incidence (6) et (7) roulent dans la gorge des cames 5respectivement (10) et (11). Il est remarquable que le mouvement alternatif ascendant-descendant de la pale (2) soit assuré par un ensemble de galets principaux (4) et (5) et de galets d'incidence (6) et (7), dont la course est guidée respectivement dans les paliers (8) et (9) et dans les cames respectivement (10) et (11), fixées sur les flancs respectivement 10(15) et (16), conçues d'une part pour maintenir l'incidence de la pale (2) pendant ses mouvements ascendants et descendants, d'autre part pour assurer l'inversion de l'incidence de ladite pale (2) et position haute et en position basse, et ce de façon continue et silencieuse. Il est remarquable que la pale (2) présente un profil asymétrique, avec pour 15effet une bonne efficacité de portance verticale ascendante, donc de rendement de captation de l'énergie du vent. Selon une variante non représentée, la pale (2) a un profil symétrique. Par ailleurs, la pale (2) présente de préférence une forme sensiblement rectangulaire. 20 De façon classique, l'organe de transmission (12) est de type courroie ; il est guidé par les poulies (20) et (21). Son mouvement vertical ascendant est transformé en mouvement de rotation par la poulie (20), puis il est transmis mécaniquement à l'alternateur (13) ou il est transformé en électricité. Selon une variante non représentée, l'alternateur est de type linéaire. 25 Au sens de l'invention, l'arbre (25) relie et synchronise les mouvements des poulies (20) et (23), synchronise le mouvement ascendant - descendant des galets (4) et (5) ; les courroies (12) et (22) ont donc des mouvements identiques et maintiennent l'axe (XX') de ta pale (2) horizontal. De façon bien connue, les courroies (12) et (22) sont de type crantées. 30 De façon bien connue, l'éolienne est montée sur un pivot (17) et s'oriente naturellement face au vent grâce à l'effet de l'aileron (18). Il est remarquable que l'agencement préférentiel de l'éolienne offre avantageusement une portance propulsive efficace, notamment grâce à son profil asymétrique et à l'encadrement aérodynamique dû aux flancs (15) et (16). Il est remarquable que l'axe (XX') de la pale reste horizontal, conférant ainsi à l'écoulement d'air autour de la pale des flux avantageusement réguliers sur toute sa longueur et crée donc un effet sonore faible. In addition, their installation is often difficult both from a technical and administrative point of view, especially for reasons of integration in urban or agricultural or natural sites. The objects assigned to the present invention therefore aim to remedy the various disadvantages listed above and to propose a new alternative horizontal asymmetrical blade wind turbine. Another object assigned to the invention is to propose a wind turbine whose operation is particularly silent. Another object assigned to the invention is to propose a wind turbine whose blade, asymmetrical thick profile has a high efficiency. Another object assigned to the invention is to provide a wind turbine that is easy to install and discrete. Another object assigned to the invention is to propose a wind turbine that can integrate harmoniously into an architectural concept or an existing architecture. The wind turbine has a reciprocating kinematics: upward vertical and downward vertical. This invention relates to a horizontal wind turbine, which comprises a blade, a bearing structure, characterized in that the blade is horizontal, generates a reciprocating movement and that said wind turbine comprises: a bearing structure supporting the blade and allowing its vertical displacement ascending ascending downwardly, an incidence guiding device which changes the lift of the blade in ascending or descending position, means for fixing and sliding of the blade on the bearing structure, a means for transforming the kinetic energy of the blade; blade in electrical energy, alternator type. Means for synchronizing the oscillating movements of the two sides of the blade in order to maintain it horizontally Other characteristic objects of the invention will appear in more detail on reading the description which follows, as well as with the aid of the drawings. appended: - Figure 1 illustrates, in a perspective view, a variant of the embodiment of a wind turbine according to the invention in ascending motion. - Figure 2 illustrates, in a perspective view in accordance with Figure 1, a variant 10 of the embodiment of a wind turbine according to the invention in downward movement. - Figure 3 illustrates, in a perspective view in accordance with Figure 1, the blade shown alone. Note (XX ') the horizontal direction of the axis of your blade. We note (V) the direction of the wind. According to an important characteristic of the invention, the wind turbine (1) has a blade (2) horizontal, rigid, thick and has an asymmetric profile and comprises: - a bearing structure (3) - two main rollers (4) and (5) vertical guide fixed on the blade (2) - two bearing rollers (6) and (7) fixed on the blade (2) 20- two bearings (8) and (9) for guiding the main rollers respectively (4) and (5) - two cams (10) and (11) for guiding bearing rollers respectively (6) and (7) - a transmission belt (12) between the alternator and the roller ( 4) - a counterweight (14) fixed on the belt (12) 25- an alternator (13) flanks (15) and (16) of the carrier structure (3) - a pivot (17) - two fins (18) and (19) - two pulleys (20) and (21) of the transmission belt (12) 30- two pulleys (23) and (24) of the transmission belt (22) - a connecting shaft (25) between pulleys (20) and (23) Within the meaning of the invention, the carrier structure (3) is const ituated a base and two flanks (15) and (16) which support the guide bearings (8) and (9) on the one hand, the cams (10) and (11) on the other hand. The main rollers (4) and (5) slide in the groove of the bearings respectively (8) and (9). The bearing rollers (6) and (7) roll in the grooves of the respective cams (10) and (11). It is remarkable that the ascending-descending reciprocating movement of the blade (2) is ensured by a set of main rollers (4) and (5) and bearing rollers (6) and (7), the course of which is guided. respectively in the bearings (8) and (9) and in the cams respectively (10) and (11), fixed on the flanks respectively 10 (15) and (16), designed on the one hand to maintain the incidence of the blade (2) during its ascending and descending movements, on the other hand to ensure the inversion of the incidence of said blade (2) and high position and in the low position, and this continuously and quietly. It is remarkable that the blade (2) has an asymmetrical profile, with the effect of a good lift upward lift efficiency, therefore efficiency of capturing wind energy. According to a variant not shown, the blade (2) has a symmetrical profile. Moreover, the blade (2) preferably has a substantially rectangular shape. In a conventional manner, the transmission member (12) is of the belt type; it is guided by the pulleys (20) and (21). Its upward vertical movement is transformed into rotational movement by the pulley (20), then it is transmitted mechanically to the alternator (13) or it is converted into electricity. According to a variant not shown, the alternator is of linear type. For the purposes of the invention, the shaft (25) connects and synchronizes the movements of the pulleys (20) and (23), synchronizes the upward-downward movement of the rollers (4) and (5); the belts (12) and (22) therefore have identical movements and maintain the axis (XX ') of your blade (2) horizontal. In a well known manner, the belts (12) and (22) are notched type. As is well known, the wind turbine is mounted on a pivot (17) and is naturally oriented towards the wind thanks to the effect of the fin (18). It is remarkable that the preferential arrangement of the wind turbine advantageously offers an effective propulsive lift, in particular thanks to its asymmetrical profile and to the aerodynamic framing due to the flanks (15) and (16). It is remarkable that the axis (XX ') of the blade remains horizontal, thus conferring on the flow of air around the blade advantageously regular flow over its entire length and therefore creates a low sound effect.

Au sens de l'invention, lorsque la pale (2) arrive en position haute, les galets (6) et (7) suivent respectivement les cames (10) et (11) et provoquent le basculement de la pale et l'inversion de sa portance, enclenchant ainsi le mouvement de descente. Au sens de l'invention la pale descend sous son propre poids d'une part, de la portance verticale descendante d'autre part. In the sense of the invention, when the blade (2) arrives in the high position, the rollers (6) and (7) respectively follow the cams (10) and (11) and cause the tilting of the blade and the inversion of the blade. its lift, thus engaging the descent movement. In the sense of the invention the blade descends under its own weight on the one hand, vertical downward lift on the other hand.

Au sens de l'invention, lorsque la pale (2) arrive en position basse, les galets (6) et (7) suivent respectivement les cames (10) et (11) et provoquent le basculement de la pale et l'inversion de sa portance, enclenchant ainsi le mouvement de descente. Avantageusement, un tel agencement permet d'inverser la portance de la pale (2) sans créer de bruit mécanique. In the sense of the invention, when the blade (2) arrives in a low position, the rollers (6) and (7) respectively follow the cams (10) and (11) and cause the tilting of the blade and the inversion of its lift, thus engaging the descent movement. Advantageously, such an arrangement makes it possible to reverse the lift of the blade (2) without creating mechanical noise.

Il est remarquable que la hauteur h peut être déterminée en fonction de l'architecture du afin d'être intégrée dans l'esthétique et les fonctionnalités du bâtiment. Il est remarquable que la configuration horizontale de l'éolienne lui donne une possibilité d'être discrète si elle est installée sur un toit. It is remarkable that the height h can be determined according to the architecture of the in order to be integrated in the aesthetics and the functionalities of the building. It is remarkable that the horizontal configuration of the wind turbine gives it a possibility to be discreet if it is installed on a roof.

Avantageusement le contrepoids (14) contrebalance une partie du poids de ta pale 2 dans son mouvement ascendant et augmente le rendement énergétique. Il est remarquable que la simplicité mécanique de l'ensemble, la présence d'une seule pale (2), la forme simple de la pale (2), le faible nombre de pièces de guidage, l'absence de machine tournante autre que l'alternateur, lui confère un prix de 25revient faible. Advantageously, the counterweight (14) counterbalances part of the weight of your blade 2 in its upward movement and increases the energy efficiency. It is remarkable that the mechanical simplicity of the assembly, the presence of a single blade (2), the simple shape of the blade (2), the small number of guide pieces, the absence of rotating machine other than the alternator, gives it a low price of 25.

Claims

CLAIMS1- Wind turbine (1) consisting of a blade (2) which by the effect of the wind has an upward-downward reciprocating movement, equipped with an alternator (13), orienting itself facing the wind thanks to a pivot (17 ) and fins (18) and (19), characterized in that it comprises: - a carrier structure (3) composed of the flanks (15) and (16) two main rollers (4) and (5) vertical guide fixed on the blade (2) two bearing rollers (6) and (7) fixed on the blade (2) - two bearings (8) and (9) fixed on the flanks respectively (15) and (16) which guide the main rollers respectively (4) and (5) two cams (10) and (11) for guiding the bearing rollers respectively (6) and (7) a transmission belt (12) which mechanically connects the roller (4). ) to the alternator (13) - two pulleys (20) and (21) of the transmission belt (12) two pulleys (23) and (24) of the transmission belt (22) a connecting shaft (25) between the pulleys (20) and (23)

2 - Wind turbine according to claim 1 characterized in that the blade (2) animated by an alternating movement has an asymmetric profile carrier which gives it a good energy efficiency.

3. Wind turbine according to the preceding claims, characterized in that the driving blade (2) is guided by rollers (4) and (5) and has a reciprocating upward-downward movement and thus receives a smooth flow of the wind over its entire surface. .

4. A wind turbine according to your preceding claims, characterized in that the guide of the blade (2) in its ascending-descending reciprocating movement is provided by a set of main rollers (4) and (5) and bearing rollers (6). and (7), whose stroke is guided respectively in the bearings (8) and (9) and in the cams 30 respectively (10) and (11), fixed on the flanks respectively (15) and (16), designed on the one hand to maintain the incidence of the blade (2) during its upward and downward movements, on the other hand to ensure the inversion of the incidence of said blade (2) and high position and in the low position, and continuously and silently. 35

5-wind turbine according to the preceding claims, characterized in that the upward-downward movement of the blade (2) is transmitted to the alternator by two belts (12) and (22) guided on their pulleys (20) and (21) d on the one hand, (23) and (24) on the other hand.

6. Wind turbine according to your preceding claims, characterized in that the shaft (25) connects the pulleys (20) and (23), synchronizes the upward-downward movement of the rollers (4) and (5), and maintains the axis (XX ') of the horizontal blade (2).