CONTEXTE Une éolienne urbaine à axe vertical d'une moindre envergure est destinée à produire de l'électricité pouvant directement alimenter en électricité des appareillages et infrastructures 5 incorporés ou connectés à proximité. Silencieuse, sans jeter d'ombres gênantes et captant les vents tourbillonnants, elle s'installe en milieu urbain sur un mât jusqu'à douze mètres sans nécessiter un permis de construire et en milieu périurbain sur un mât jusqu'à 18 m, voire plus. La surface de la turbine (du rotor) et / ou des pales, suffisamment importante, peut être peinte ou personnalisée avec un logo sous forme de feuille adhésive. En revanche, 10 modifier sa personnalisation reste complexe et coûteux, puisqu'il faut démonter le rotor, le transporter en atelier pour réaliser le travail de mise en peinture ou de stickers, etc. A l'image de drapeaux qui, au lieu de flotter, tournent dans le vent, ces petites éoliennes offrent de multiples possibilités d'intégration dans le paysage urbain et peuvent aussi être 15 installées sur le toit d'un bâtiment. Tout en captant l'énergie « verte », outre de charger des batteries, elles remplissent d'autres fonctionnalités à valeur ajoutée, comme par exemple, la signalétique, la décoration et l'affichage, puis, l'alimentation de lampes, écrans, capteurs, bornes de services, de chargement électrique, etc. Le surplus de production peut être injecté au réseau d'électrique. Néanmoins, selon l'usage, notamment de signalétique et 20 l'affichage, afin de pouvoir voir distinctement les images et / ou les signes affichés, il convient de limiter la vitesse de rotation de l'éolienne, ce qui limite aussi sa production. La vitesse de rotation qui détermine le rendement d'une éolienne est relative par rapport à son exposition aux vents de différentes forces. Plus il y a du vent et mieux l'éolienne est 25 exposée, plus elle produit. Par faible vent, l'exposition doit être maximale, afin de capter le plus d'énergie éolienne possible. En revanche, par vents forts, ou en cas de tempête, l'éolienne doit être sécurisée, l'exposition doit être réduite, voire neutralisée. La forme, la taille et le positionnement ou l'angle d'orientation des pales détermine son exposition et par conséquence sa vitesse de rotation. Cependant, en milieu urbain, le gisement éolien est 30 moindre, voire, selon le site d'installation, insuffisant pour permettre un rendement satisfaisant d'une petite éolienne.BACKGROUND An urban wind turbine with a smaller vertical axis is intended to produce electricity that can directly supply electricity to equipment and infrastructure 5 incorporated or connected nearby. Silent, without casting disturbing shadows and capturing the swirling winds, it settles in urban areas on a mast up to twelve meters without requiring a building permit and in a suburban environment on a mast up to 18 m or more . The surface of the turbine (rotor) and / or blades, large enough, can be painted or personalized with a logo in the form of adhesive sheet. On the other hand, to modify its personalization remains complex and expensive, since it is necessary to disassemble the rotor, to transport it in workshop to realize the work of painting or stickers, etc. Like flags that, instead of floating, turn in the wind, these small wind turbines offer multiple opportunities for integration into the urban landscape and can also be installed on the roof of a building. While capturing the energy "green", besides charging batteries, they fill other value-added features, such as, for example, signage, decoration and display, then, the supply of lamps, screens, sensors, service terminals, electric charging, etc. Surplus production can be injected into the electricity grid. Nevertheless, according to the use, in particular of signage and the display, in order to be able to see distinctly the images and / or the signs displayed, it is necessary to limit the speed of rotation of the wind turbine, which also limits its production. The rotational speed that determines the efficiency of a wind turbine is relative to its exposure to winds of different forces. The more wind, the better the wind turbine is exposed, the more it produces. In light winds, the exposure must be maximum, in order to capture as much wind energy as possible. On the other hand, in strong winds, or in the event of a storm, the wind turbine must be secured, the exposure must be reduced, or even neutralized. The shape, size and positioning or angle of orientation of the blades determines its exposure and consequently its speed of rotation. However, in the urban environment, the wind farm is smaller or, depending on the installation site, insufficient to allow satisfactory performance of a small wind turbine.
DESCRIPTION Pour pouvoir utiliser une éolienne urbaine, entres autres, en tant que support d'affichage, l'invention concerne un dispositif de régulation aérodynamique et multi-énergies incorporé à son tour qui permet d'ajuster et limiter automatiquement, sans alimentation électrique extérieure, sa vitesse de rotation, tout en optimisant son efficience énergétique en collectant, avec des capteurs incorporés, aussi d'autres énergies que éolienne, caractérisé en ce que s'y fixent des modules d'extension de pale orientables automatiquement et, le cas échéant, des écrans d'affichage, numériques ou non, remplaçables distinctement de manière simple et rapide, qui peuvent être de différentes types, faunes et tailles pour faciliter son intégration dans le paysage. Par ailleurs, l'éolienne peut comporter en option un dispositif pour descendre l'ensemble le long du mât à hauteur d'homme pour permettre un entretien et une maintenance en toute sécurité, sans intervention lourde ou devoir démonter la turbine de son mât.DESCRIPTION In order to be able to use an urban wind turbine, among others, as a display medium, the invention relates to an aerodynamic and multi-energy regulation device incorporated in turn which makes it possible to adjust and limit automatically, without external power supply, its rotational speed, while optimizing its energy efficiency by collecting, with built-in sensors, also other energies than wind power, characterized in that there are automatically adjustable blade extension modules and, where appropriate, display screens, digital or not, replaceable separately in a simple and fast manner, which can be of different types, fauns and sizes to facilitate its integration into the landscape. In addition, the wind turbine may optionally include a device for lowering the assembly along the mast at man's height to allow maintenance and maintenance safely, without heavy intervention or having to disassemble the turbine from its mast.
Ce dispositif incorporé au tour d'une éolienne à axe vertical à trois faces, par exemple, comme illustré en Fig. 6, se caractérise par au moins deux sous-systèmes de régulation « actifs », à micro-génération, selon Fig. 5, fixés de manière répartie, à distance égale sur une base (5) sous forme de disque métallique ou autre matériau adapté, comportant en son centre un trou suffisamment large et système de fixation, pour que l'ensemble du dispositif puisse être monté et fixé par emboîtement autour du mât (8) de l'éolienne et être relié à une ou plusieurs génératrices de courant, non illustré en détail. Chaque sous-système est composé d'un ou plusieurs paliers crantés, rotules d'engrenage, chaînes de transmission et palans reliés, pouvant être magnétiques ou à roulements à bille, dont au moins un palier-engrenage (10) est fixé à son axe à l'horizontal sur la base (5), proche du bord extérieur de son rotor, en périphérie, à l'extrémité de chaque face de l'éolienne ou de son tour, le cas échéant, l'axe de ce palier (10) étant, en fonction de la longueur ou hauteur de la pale, aussi fixé à mi-hauteur et en tête du dispositif à un support ou platine fixée sur la base pour plus de stabilité. Ce palier (10) comporte par ailleurs, dans le prolongement de son axe, un système de fixation (4), sous forme de platine et / ou rails avec embouts, encoches et / ou glissières et loquet de sécurité, non illustré en détail, auquel se fixe par emboîtement et, si nécessaire, boulonnage un module d'extension de pale (9) et, le cas échéant, un écran d'affichage, ainsi facilement démontables et remplaçables distinctement avec de l'outillage courant, suivant les gammes et formes de pales et écrans développées.This device incorporated in the turn of a three-sided vertical axis wind turbine, for example, as illustrated in FIG. 6, is characterized by at least two "active" micro-generation control subsystems, according to FIG. 5, fixed in a distributed manner, at equal distance on a base (5) in the form of a metal disc or other suitable material, having in its center a sufficiently large hole and fastening system, so that the entire device can be mounted and fixed by interlocking around the mast (8) of the wind turbine and being connected to one or more current generators, not shown in detail. Each subsystem is composed of one or more toothed bearings, gear spheres, transmission chains and connected hoists, which may be magnetic or with ball bearings, of which at least one gear bearing (10) is attached to its axis. horizontally on the base (5), close to the outer edge of its rotor, peripherally, at the end of each face of the wind turbine or its tower, if any, the axis of this bearing (10 ) being, depending on the length or height of the blade, also fixed at half height and at the head of the device to a support or platinum fixed to the base for greater stability. This bearing (10) further comprises, in the extension of its axis, a fastening system (4), in the form of platinum and / or rails with end caps, notches and / or slides and safety latch, not shown in detail, to which a blade extension module (9) and, if appropriate, a display screen, are fixed by interlocking and, if necessary, bolting, thus easily dismountable and replaceable separately with standard tools, according to the ranges and blade shapes and developed screens.
Pour davantage faciliter l'intégration dans le paysage, les modules d'extension de pales et, le cas échéant, cadres d'écrans d'affichage, numériques ou non, peuvent être en matériaux différents adaptés, comme en résine, composite, plastique, aluminium, acier, bois, etc. ainsi que leurs bords extérieurs ou cadres, de formes différentes, par exemple, en forme de feuilles, pétales, d'objets, de symboles. En même temps, l'efficience énergétique peut être optimisée en augmentant le diamètre balayé par l'éolienne en fonctionnement avec des modules d'extension de pale qui peuvent être composés, outre en matériaux différents adaptés, de tailles, formes et couleurs différentes, de plusieurs parties, éléments ou compartiments reliés, souples ou non, qui se glissent ou se déploient à l'image d'un évantail ou de manière télescopique, les uns dans ou derrière les autres, montés dans ou suspendus à un dispositif de rails, d'engrenages et d'entraînement associé, non illustré en détail. Au moins un pendule (1) lesté (2), pouvant être électromagnétique ou non, suspendu par un câble ou sous formes de balance ou niveau rotatif, laser ou équivalent, le cas échéant, doté de tiges et / ou chaînes de transmission, est à son tour fixé sur la base du sous-système et relié audit jeu d'engrenages et de rails (6). Sa fonction est, selon son positionnement, qui est déterminé par basculement selon les forces centrifuges et de gravité qui se développent en fonction de la vitesse de rotation de l'éolienne, de faire tourner le jeu d'engrenages et en conséquence d'orienter le module d'extension de pale fixé, le cas échéant, de le déplacer dans ses rails ou guides. Par faible vent, l'angle d'ouverture des modules d'extension de pale est réglé pour que l'exposition au vent de l'éolienne soit maximale (4). Quand les forces centrifuges (3) et de gravité qui se développent selon la vitesse de rotation de l'éolienne, augmentent, le pendule (1) bascule et change sa position (1.1) en s'éloignant ou en s'écartant, comme illustré en Fig. 5, de l'axe (7) du mât (8). En fonction de sa distance et position par rapport à l'axe du mât de l'éolienne, l'ensemble des engrenages et paliers interconnectés tourne dans un sens ou dans l'autre et l'angle d'orientation de la pale (4) change en conséquence. Le positionnement et l'orientation des pales s'ajustent ainsi automatiquement et en continu, notamment, quand le vent dépasse la vitesse nominale prédéterminée, l'éolienne est moins exposée au vent et sa vitesse de rotation limitée (4.1). L'éolienne peut aussi être arrêtée mécaniquement en positionnant, avec aû moins un levier dédié, pouvant être télécommandable, le ou les pendules (1) à leur position « d'arrêt », à savoir, les modules d'extension sont orientés de façon à neutraliser l'exposition de l'éolienne au vent et foimer en vue du dessus, par exemple, un triangle ou tête de flèche 10 pour que l'éolienne s'arrête naturellement de tourner. Donc, la vitesse nominale recherchée et précision peuvent être prédéterminées par le type, plus ou moins sensible et réactif du pendule et poids du lest (2) ainsi que le type, la forme et la taille des modules d'extension de pale (9). Plus le lest du pendule est lourd et les 15 modules d'extension de taille (surface) importante, plus la vitesse et production atteignables de l'éolienne sont élevées. Des pendules de type et poids différents, plus ou moins sensibles, ainsi que différentes gammes de modules d'extension de pale, télescopiques ou non, peuvent ainsi être développés selon l'usage de l'éolienne, son site d'installation et la vitesse nominale recherchés. 20 Le dispositif se caractérise, par ailleurs, en ce qu'il comporte à ses points d'appuis et de frottement, où s'exercent et se développent des forces de pression de traction, de vibrations, d'échauffement, etc., suffisamment importantes, à savoir, en particulier au niveau de la base et des systèmes de fixation des pales et au mât, des capteurs d'énergies 25 cinétique, thermique, ou autres, sous formes de pistons, électromagnétiques ou non, hydrauliques, pneumatiques ou mécaniques, de ressorts ou équivalent (3.1), le cas échéant, aux endroits exposés à la lumière, comme les faces extérieures de l'éolienne, aussi de capteurs ou cellules photovoltaïques. La fonction de ces capteurs est d'amortir les vibrations et collecter d'autres gisements en énergie qui se développent au sein du 30 dispositif, en fonction de l'environnement et des conditions climatiques. Chaque capteur étant relié à une ou plusieurs génératrices associées au dispositif, non illustré en détail. Ainsi, par vent fort ou en cas de bourrasques de vent, quand l'énergie éolienne captée est limitée par son dispositif de régulation automatique de vitesse de rotation, le potentiel en énergie cinétique, par exemple, augmente de manière proportionnelle au sein du dispositif. En captant alors cette énergie cinétique, voire, le cas échéant, d'autres gisements présents en énergie, l'efficience de l'éolienne est optimisée.To further facilitate the integration into the landscape, the blade expansion modules and, where appropriate, display screen frames, digital or not, may be of different materials suitable, such as resin, composite, plastic, aluminum, steel, wood, etc. as well as their outer edges or frames, of different shapes, for example, in the form of leaves, petals, objects, symbols. At the same time, the energy efficiency can be optimized by increasing the diameter swept by the wind turbine in operation with blade extension modules which can be composed, in addition to different adapted materials, of different sizes, shapes and colors, a plurality of flexible or non-flexible connected parts or components, which slide or deploy like a fan or telescopically, one in or behind the other, mounted in or suspended from a rail device, gears and associated drive, not shown in detail. At least one pendulum (1) ballasted (2), which may be electromagnetic or not, suspended by a cable or in the form of scales or rotary level, laser or equivalent, if appropriate, provided with rods and / or transmission chains, is in turn attached to the base of the subsystem and connected to said set of gears and rails (6). Its function is, according to its positioning, which is determined by tilting according to the centrifugal and gravity forces which develop as a function of the speed of rotation of the wind turbine, to rotate the gear set and consequently to orient the blade extension module fixed, if necessary, to move it in its rails or guides. In shallow winds, the opening angle of the blade expander modules is set to maximize the wind exposure of the wind turbine (4). When the centrifugal forces (3) and gravity that develop according to the speed of rotation of the wind turbine, increase, the pendulum (1) switches and changes its position (1.1) away or away, as illustrated in FIG. 5, of the axis (7) of the mast (8). According to its distance and position relative to the axis of the mast of the wind turbine, the set of interconnected gears and bearings rotates in one direction or the other and the angle of orientation of the blade (4) changes accordingly. The positioning and the orientation of the blades thus adjust automatically and continuously, especially when the wind exceeds the predetermined nominal speed, the wind turbine is less exposed to the wind and its limited rotation speed (4.1). The wind turbine can also be stopped mechanically by positioning, with at least one dedicated lever, which can be remotely controllable, the pendulum (s) (1) at their "off" position, namely, the extension modules are oriented to neutralize the exposure of the wind turbine to wind and foim in view from above, for example, a triangle or arrowhead 10 so that the wind turbine naturally stops turning. Thus, the desired nominal speed and accuracy can be predetermined by the more or less sensitive and reactive type of the pendulum and weight of the ballast (2) as well as the type, shape and size of the blade extension modules (9). . The heavier the weight of the pendulum and the large size (surface) expansion modules, the higher the speed and production achievable by the wind turbine. Pendulums of different types and weights, more or less sensitive, as well as different ranges of blade extension modules, telescopic or not, can thus be developed according to the use of the wind turbine, its installation site and the speed sought. The device is furthermore characterized in that it comprises at its points of support and friction, where tensile pressure, vibration and heating forces, etc., are exerted and developed. important, namely, in particular at the base and the attachment systems of the blades and the mast, kinetic, thermal, or other energy sensors, in the form of pistons, electromagnetic or not, hydraulic, pneumatic or mechanical , springs or equivalent (3.1), where appropriate, in places exposed to light, such as the outer faces of the wind turbine, also sensors or photovoltaic cells. The function of these sensors is to dampen vibrations and to collect other energy deposits that develop within the device, depending on the environment and climatic conditions. Each sensor being connected to one or more generators associated with the device, not shown in detail. Thus, in strong winds or in case of wind squalls, when the wind energy captured is limited by its automatic speed control device, the potential kinetic energy, for example, increases proportionally within the device. By then capturing this kinetic energy, or, if necessary, other deposits present in energy, the efficiency of the wind turbine is optimized.
Afin de permettre l'entretien et la maintenance de l'ensemble en toute sécurité et sans nacelle, l'éolienne se caractérise aussi par un dispositif optionnel à câbles, de poulies, palans et de rails qui, comme pour une nacelle d'ascenseur avec contrepoids, permet de descendre l'éolienne par glissement le long du mât à l'aide d'une manivelle à commande manuelle ou télécommandable, accessible en bas du mât (non illustré en détail).In order to allow maintenance and maintenance of the assembly safely and without platform, the wind turbine is also characterized by an optional device with cables, pulleys, hoists and rails which, as for an elevator nacelle with counterweight, allows the wind turbine to slide down the mast using a hand-operated or remote-controlled crank, accessible at the bottom of the mast (not shown in detail).
Figure 7 : illustre une éolienne avec une variante A de modules d'extension de pale illustre en partie une éolienne en transparence avec ses modules d'extension illustre une éolienne avec une variante B de modules d'extension de pale illustre une éolienne avec une variante C de modules d'extension de pale montée au mât d'un lampadaire illustre en vue de coupe le schéma d'un sous-système du dispositif d'orientation de pale avec son embout orientable de fixation pour un module d'extension de pale (hors module d'extension) illustre en vue du dessus le schéma du dispositif d'orientation de pales avec ses embouts orientables de fixation intégré à une éolienne à axe vertical à trois faces et trois pales (hors modules d'extension) illustre en vue du dessus, en partie, le schéma de l'élément d'orientation / d'articulation de pale avec son embout orientable de fixation pour un module d'extension de pale (hors module d'extension) Figure 1 : Figure 2 : Figure 3 : Figure 4 : Figure 5 : Figure 6 :20Figure 7: illustrates a wind turbine with a variant A of blade extension modules partially illustrates a wind turbine in transparency with its expansion modules illustrates a wind turbine with a variant B of blade extension modules illustrates a wind turbine with a variant C of blade extension modules mounted at the mast of a lamp post illustrating in sectional view the diagram of a subsystem of the blade orientation device with its orientable attachment end for a blade extension module ( out of expansion module) illustrates in view from above the diagram of the device of orientation of blades with its directional attaching tips integrated in a vertical axis wind turbine with three faces and three blades (excluding expansion modules) illustrates with a view to above, in part, the diagram of the blade orientation / articulation element with its orientable attachment end for a blade extension module (excluding expansion module) Figure 1: Figure 2: Figure 3: Figure 4: Fig re 5: Figure 6: 20