FR3059053A1 - AIRBORNE WIND TURBINE - Google Patents
AIRBORNE WIND TURBINE Download PDFInfo
- Publication number
- FR3059053A1 FR3059053A1 FR1661221A FR1661221A FR3059053A1 FR 3059053 A1 FR3059053 A1 FR 3059053A1 FR 1661221 A FR1661221 A FR 1661221A FR 1661221 A FR1661221 A FR 1661221A FR 3059053 A1 FR3059053 A1 FR 3059053A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- wind turbine
- pulley
- airborne
- axis
- belt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N flonicamid Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=NC=C1C(=O)NCC#N RLQJEEJISHYWON-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 19
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 7
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 7
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/92—Mounting on supporting structures or systems on an airbourne structure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
L'invention a pour objet un dispositif aéroporté comprenant une éolienne (212) avec un axe de rotation (A212), une structure aéroportée (216) configurée pour supporter l'éolienne (212), un système de sustentation (218) configuré pour maintenir en vol la structure aéroportée (216), une courroie (236) pour assurer une transmission du mouvement de rotation de l'éolienne (212) jusqu'à une station au sol, ladite courroie (236) comprenant deux brins (236.1, 236.2) tangents en des premier et deuxième points de tangence (T1, T2) à au moins une poulie de renvoi au sol (234, 242), ledit dispositif étant caractérisé en ce que la structure aéroportée (216) comprend d'un premier côté de l'éolienne (212) un point de liaison (A1) avec le système de sustentation (218) et d'un deuxième côté de l'éolienne (212) les premier et deuxième points de tangence (T1, T2) et en ce qu'une bissectrice entre une première droite (A1T1) passant par le premier point de liaison (A1) et le premier point de tangence (T1) et une deuxième droite (A1T2) passant par le premier point d'ancrage (A1) et le deuxième point de tangence (T2) forment un angle avec l'axe de rotation de l'éolienne (A212) sensiblement égal à un angle de portance (θ), avec un intervalle de tolérance de +/- 20°.The invention relates to an airborne device comprising a wind turbine (212) with an axis of rotation (A212), an airborne structure (216) configured to support the wind turbine (212), a lift system (218) configured to maintain in flight the airborne structure (216), a belt (236) for transmitting the rotational movement of the wind turbine (212) to a ground station, said belt (236) comprising two strands (236.1, 236.2) tangents at first and second points of tangency (T1, T2) to at least one ground return pulley (234, 242), said device being characterized in that the airborne structure (216) comprises a first side of the wind turbine (212) a connection point (A1) with the lift system (218) and a second side of the wind turbine (212) the first and second points of tangency (T1, T2) and that a bisector between a first straight line (A1T1) passing through the first connection point (A1) and the first first tangency point (T1) and a second straight line (A1T2) passing through the first anchor point (A1) and the second tangent point (T2) form an angle with the axis of rotation of the wind turbine (A212) substantially equal to a lift angle (θ), with a tolerance range of +/- 20 °.
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE® FRENCH REPUBLIC
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 059 053 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)NATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY © Publication number: 3,059,053 (to be used only for reproduction orders)
©) N° d’enregistrement national : 16 61221©) National registration number: 16 61221
COURBEVOIE © IntCI8 COURBEVOIE © IntCI 8
F 03 D 5/02 (2017.01), F 03 D 9/00F 03 D 5/02 (2017.01), F 03 D 9/00
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
Pty EOLIENNE AEROPORTEE.Pty AEROPORTEE WIND TURBINE.
FR 3 059 053 - A1 (6/) L'invention a pour objet un dispositif aéroporté comprenant une éolienne (212) avec un axe de rotation (A212), une structure aéroportée (216) configurée pour supporter l'éolienne (212), un système de sustentation (218) configuré pour maintenir en vol la structure aéroportée (216), une courroie (236) pour assurer une transmission du mouvement de rotation de l'éolienne (212) jusqu'à une station au sol, ladite courroie (236) comprenant deux brins (236.1, 236.2) tangents en des premier et deuxième points de tangence (T 1, T2) à au moins une poulie de renvoi au sol (234, 242), ledit dispositif étant caractérisé en ce que la structure aéroportée (216) comprend d'un premier côté de l'éolienne (212) un point de liaison (A1) avec le système de sustentation (218) et d'un deuxième côté de l'éolienne (212) les premier et deuxième points de tangence (T1, T2) et en ce qu'une bissectrice entre une première droite (A1T1 ) passant par le premier point de liaison (A1 ) et le premier point de tangence (T1) et une deuxième droite (A1T2) passant par le premier point d'ancrage (A1) et le deuxième point de tangence (T2) forment un angle avec l'axe de rotation de l'éolienne (A212) sensiblement égal à un angle de portance (Θ), avec un intervalle de tolérance de +/- 20°.FR 3 059 053 - A1 (6 /) The subject of the invention is an airborne device comprising a wind turbine (212) with an axis of rotation (A212), an airborne structure (216) configured to support the wind turbine (212), a lift system (218) configured to keep the airborne structure in flight (216), a belt (236) to ensure transmission of the rotational movement of the wind turbine (212) to a ground station, said belt ( 236) comprising two strands (236.1, 236.2) tangent at first and second points of tangency (T 1, T2) to at least one pulley returning to the ground (234, 242), said device being characterized in that the airborne structure (216) comprises on a first side of the wind turbine (212) a connection point (A1) with the lift system (218) and on a second side of the wind turbine (212) the first and second points of tangency (T1, T2) and in that a bisector enters a first straight line (A1T1) passing through the first point t of connection (A1) and the first point of tangency (T1) and a second straight line (A1T2) passing through the first anchor point (A1) and the second point of tangency (T2) form an angle with the axis of rotation of the wind turbine (A212) substantially equal to a bearing angle (Θ), with a tolerance interval of +/- 20 °.
EOLIENNE AEROPORTEEAIRPORT WIND TURBINE
La présente demande se rapporte à une éolienne aéroportée.The present application relates to an airborne wind turbine.
On connaît d'après le document WO2013/151678 une éolienne suspendue sous une voile. Selon un mode de réalisation présenté dans ce document, l'éolienne comprend quatre hélices reliées chacune par un lien à un dispositif anti-rotatif qui est lui-même relié par un lien unique au sol. Selon cette configuration, les quatre hélices se déplacent selon un cercle dont l'axe passe par le dispositif anti-rotatif.Document WO2013 / 151678 discloses a wind turbine suspended under a sail. According to an embodiment presented in this document, the wind turbine comprises four propellers each connected by a link to an anti-rotary device which is itself connected by a single link to the ground. According to this configuration, the four propellers move in a circle whose axis passes through the anti-rotary device.
Selon une particularité de ce document, le mouvement de rotation est converti en énergie électrique au sol. A cet effet, le mouvement de rotation des hélices est transmis au sol grâce à une courroie. Quelle que soit la variante, la courroie est supportée au niveau des hélices par un cercle qui forme une poulie dont le plan de guidage (qui correspond au plan de la poulie) est perpendiculaire à l'axe de rotation des hélices.According to a feature of this document, the rotational movement is converted into electrical energy on the ground. To this end, the rotational movement of the propellers is transmitted to the ground by means of a belt. Whatever the variant, the belt is supported at the propellers by a circle which forms a pulley whose guide plane (which corresponds to the plane of the pulley) is perpendicular to the axis of rotation of the propellers.
Ce type d'éolienne aéroportée n'est pas pleinement satisfaisant car la tension de la courroie est difficile à maîtriser du fait que le dispositif anti-rotatif est également relié par un lien au sol.This type of airborne wind turbine is not fully satisfactory because the tension of the belt is difficult to control because the anti-rotating device is also connected by a link to the ground.
Selon un autre inconvénient, le plan de guidage de la poulie supportant la courroie étant perpendiculaire à l'axe de rotation des hélices, le système de transmission du mouvement de rotation au sol tend à perturber le fonctionnement de l'éolienne ou vice versa.According to another drawback, the guide plane of the pulley supporting the belt being perpendicular to the axis of rotation of the propellers, the system for transmitting the rotation movement to the ground tends to disturb the operation of the wind turbine or vice versa.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients de l'art antérieur.The present invention aims to remedy the drawbacks of the prior art.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif aéroporté comprenant une éolienne avec un axe de rotation, une structure aéroportée configurée pour supporter l'éolienne, un système de sustentation configuré pour maintenir en vol la structure aéroportée, une courroie pour assurer une transmission du mouvement de rotation de l'éolienne jusqu'à une station au sol, ladite courroie comprenant deux brins tangents en des premier et deuxième points de tangence à au moins une poulie de renvoi au sol.To this end, the subject of the invention is an airborne device comprising a wind turbine with an axis of rotation, an airborne structure configured to support the wind turbine, a lift system configured to keep the airborne structure in flight, a belt to ensure a transmission of the rotational movement of the wind turbine to a ground station, said belt comprising two tangent strands at first and second points of tangency to at least one pulley returning to the ground.
Selon l'invention, le dispositif se caractérise en ce que la structure aéroportée comprend d'un premier côté de l'éolienne un point de liaison avec le système de sustentation et d'un deuxième côté de l'éolienne les premier et deuxième points de tangence et en ce qu'une bissectrice entre une première droite passant par le premier point de liaison et le premier point de tangence et une deuxième droite passant par le premier point d'ancrage et le deuxième point de tangence forment un angle avec l'axe de rotation de l'éolienne sensiblement égal à un angle de portance avec un intervalle de tolérance de +/- 20°.According to the invention, the device is characterized in that the airborne structure comprises on a first side of the wind turbine a point of connection with the lift system and on a second side of the wind turbine the first and second points of tangency and in that a bisector between a first line passing through the first point of connection and the first point of tangency and a second line passing through the first anchor point and the second point of tangency form an angle with the axis of rotation of the wind turbine substantially equal to a bearing angle with a tolerance interval of +/- 20 °.
Ainsi, en fonctionnement, l'axe de rotation de l'éolienne est sensiblement horizontal.Thus, in operation, the axis of rotation of the wind turbine is substantially horizontal.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description de l'invention qui va suivre, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels :Other characteristics and advantages will emerge from the description of the invention which follows, description given by way of example only, with reference to the appended drawings in which:
La figure 1 est une vue de côté d'un dispositif aéroporté relié au sol par une courroie qui illustre une première variante de l'invention,FIG. 1 is a side view of an airborne device connected to the ground by a belt which illustrates a first variant of the invention,
La figure 2 est une vue de côté de la structure aéroportée du dispositif aéroporté visible sur la figure 1,FIG. 2 is a side view of the airborne structure of the airborne device visible in FIG. 1,
La figure 3 est une vue en perspective de la structure aéroportée visible sur la figure 1, La figure 4 est une vue de dessus de la structure aéroportée selon un mode de réalisation de l'invention,FIG. 3 is a perspective view of the airborne structure visible in FIG. 1, FIG. 4 is a top view of the airborne structure according to an embodiment of the invention,
La figure 5 est une vue de face d'un système de guidage des brins d'une courroie selon un mode de réalisation de l'invention,FIG. 5 is a front view of a system for guiding the strands of a belt according to an embodiment of the invention,
La figure 6 est une vue en perspective depuis l'arrière d'une station au sol selon un mode de réalisation de l'invention,FIG. 6 is a perspective view from the rear of a ground station according to an embodiment of the invention,
La figure 7 est une vue en perspective depuis l'avant d'une station au sol selon un mode de réalisation de l'invention,FIG. 7 is a perspective view from the front of a ground station according to an embodiment of the invention,
Les figures 8A et 8B sont des vues de détails illustrant un système de blocage de la poulie respectivement à l'état débloqué et à l'état bloqué,FIGS. 8A and 8B are detailed views illustrating a blocking system of the pulley respectively in the unlocked state and in the blocked state,
Les figures 9A et 9B sont des vues de détails illustrant un embrayage entre un motoréducteur et la poulie respectivement à l'état débrayé et à l'état embrayé,FIGS. 9A and 9B are detailed views illustrating a clutch between a geared motor and the pulley respectively in the disengaged state and in the engaged state,
La figure 10 est une vue de côté d'un dispositif aéroporté relié au sol par une courroie qui illustre une deuxième variante de l'invention,FIG. 10 is a side view of an airborne device connected to the ground by a belt which illustrates a second variant of the invention,
La figure 11 est une vue de face d'un support de pales du dispositif aéroporté visible sur la figure 10,FIG. 11 is a front view of a blade support of the airborne device visible in FIG. 10,
La figure 12 est une vue en perspective d'une structure aéroportée du dispositif aéroporté visible sur la figure 10,FIG. 12 is a perspective view of an airborne structure of the airborne device visible in FIG. 10,
La figure 13 est une vue en perspective d'une station au sol qui illustre un autre mode de réalisation,FIG. 13 is a perspective view of a ground station which illustrates another embodiment,
La figure 14 est une vue en perspective de la station au sol visible sur la figure 13, sans une partie du capot.Figure 14 is a perspective view of the ground station visible in Figure 13, without a portion of the cover.
Sur les figures 1 à 5, on a représenté une première variante d'un dispositif aéroporté 10 comprenant une éolienne 12 avec un axe de rotation 14, une structure aéroportée 16 qui supporte l'éolienne 12 et un système de sustentation 18 qui maintient en vol la structure aéroportée 16.In Figures 1 to 5, there is shown a first variant of an airborne device 10 comprising a wind turbine 12 with an axis of rotation 14, an airborne structure 16 which supports the wind turbine 12 and a lift system 18 which maintains in flight the airborne structure 16.
Selon un mode de réalisation visible sur la figure 1, le système de sustentation 18 est une voile. Selon un mode de réalisation, l'éolienne 12 comprend des pales 20 reliées à un arbre tournant 22 qui matérialise l'axe de rotation de l'éolienne 12.According to an embodiment visible in Figure 1, the lift system 18 is a sail. According to one embodiment, the wind turbine 12 comprises blades 20 connected to a rotating shaft 22 which materializes the axis of rotation of the wind turbine 12.
En fonctionnement, le vent oriente le dispositif aéroporté 10 selon une direction appelée direction de portance P par la suite. De plus, la direction de portance P forme avec une direction horizontale un angle de portance θ qui est fonction notamment du système de sustentation 18.In operation, the wind orients the airborne device 10 in a direction called lift direction P thereafter. In addition, the lift direction P forms with a horizontal direction a lift angle θ which is a function in particular of the lift system 18.
Dans le cas d'une éolienne avec des pales reliées à un arbre tournant 22, l'axe de rotation 14 de l'éolienne et la direction de portance P sont coplanaires.In the case of a wind turbine with blades connected to a rotating shaft 22, the axis of rotation 14 of the wind turbine and the direction of lift P are coplanar.
La structure aéroportée 16 comprend une première liaison pivotante 24 supportant l'arbre tournant 22, une deuxième liaison pivotante 26 supportant une première poulie 28 ainsi qu'un système 30 de transmission du mouvement de rotation entre l'arbre tournant 22 et la poulie 28.The airborne structure 16 comprises a first pivoting link 24 supporting the rotating shaft 22, a second pivoting link 26 supporting a first pulley 28 as well as a system 30 for transmitting the rotational movement between the rotating shaft 22 and the pulley 28.
Selon un mode de réalisation, la structure aéroportée 16 comprend un châssis formé de trois longerons 32.1 à 32.3 parallèles entre eux, orientés selon une direction longitudinale et disposés au niveau des sommets d'un triangle isocèle. Ainsi, le châssis comprend deux longerons supérieurs 32.1 et 32.2 disposés dans un plan supérieur et un longeron inférieur 32.3. Ces longerons 32.1 à 32.3 peuvent être reliés entre eux par des renforts 34 disposés dans des plans transversaux (perpendiculaires à la direction longitudinale) qui relient chacun les longerons deux à deux.According to one embodiment, the airborne structure 16 comprises a chassis formed by three beams 32.1 to 32.3 parallel to each other, oriented in a longitudinal direction and arranged at the vertices of an isosceles triangle. Thus, the chassis comprises two upper beams 32.1 and 32.2 arranged in an upper plane and a lower beam 32.3. These beams 32.1 to 32.3 can be interconnected by reinforcements 34 arranged in transverse planes (perpendicular to the longitudinal direction) which each connect the beams two by two.
Pour la suite de la description, l'avant du châssis correspond à la zone située à proximité de l'éolienne selon la direction longitudinale et l'arrière du châssis correspond à une zone située à l'opposé de l'éolienne.For the remainder of the description, the front of the chassis corresponds to the area located near the wind turbine in the longitudinal direction and the rear of the chassis corresponds to an area located opposite the wind turbine.
Selon un mode de réalisation visible sur la figure 3, la première liaison pivotante 24 comprend :According to an embodiment visible in FIG. 3, the first pivoting link 24 comprises:
Au moins un support 35 qui comporte un moyeu 36 supportant une extrémité de l'arbre tournant 22 et trois branches 38 qui relient le moyeu 36 aux longerons 32.1 à 32.3, une bague de guidage 40 reliée par des renforts 42 aux longerons 32.1 et 32.3.At least one support 35 which comprises a hub 36 supporting one end of the rotating shaft 22 and three branches 38 which connect the hub 36 to the side members 32.1 to 32.3, a guide ring 40 connected by reinforcements 42 to the side members 32.1 and 32.3.
De préférence, deux supports 35 disposés dans deux plans transversaux sont prévus.Preferably, two supports 35 arranged in two transverse planes are provided.
Pour améliorer la stabilité du guidage, la bague de guidage 40 est écartée le plus possible du moyeu 36. Ainsi, les renforts 42 sont inclinés et leurs extrémités reliées à la bague de guidage 40 sont orientées vers la seconde extrémité de l'arbre de tournant 22 supportant les pales de l'éolienne.To improve the stability of the guide, the guide ring 40 is separated as far as possible from the hub 36. Thus, the reinforcements 42 are inclined and their ends connected to the guide ring 40 are oriented towards the second end of the turning shaft. 22 supporting the blades of the wind turbine.
Selon un mode de réalisation, la deuxième liaison pivotante 26 comprend un arbre pivotant 44 sur lequel est montée la première poulie 28, les extrémités de l'arbre pivotant 44 sont montées pivotantes dans des chapes 46, 46' prévues à chacune des extrémités arrières des longerons supérieurs 32.1 et 32.2.According to one embodiment, the second pivoting link 26 comprises a pivoting shaft 44 on which the first pulley 28 is mounted, the ends of the pivoting shaft 44 are pivotally mounted in yokes 46, 46 'provided at each of the rear ends of the upper side members 32.1 and 32.2.
Avantageusement, le système 30 de transmission du mouvement de rotation comprend un moyen de multiplication. Selon un mode de réalisation, le système 30 de transmission comprend :Advantageously, the system 30 for transmitting the rotational movement comprises a multiplication means. According to one embodiment, the transmission system 30 comprises:
un premier pignon 48 avec un grand diamètre, disposé entre les deux supports 35 et solidaire de l'arbre tournant 22, un deuxième pignon 50 avec un petit diamètre qui engrène avec le premier pignon 48 et qui est solidaire d'un arbre de transmission 52, un renvoi d'angle 54 intercalé entre l'arbre de transmission 52 et l'arbre pivotant 44 positionné au niveau d'une des chapes 46.a first pinion 48 with a large diameter, disposed between the two supports 35 and integral with the rotating shaft 22, a second pinion 50 with a small diameter which meshes with the first pinion 48 and which is integral with a transmission shaft 52 , a bevel gear 54 interposed between the transmission shaft 52 and the pivoting shaft 44 positioned at one of the yokes 46.
L'arbre de transmission 52 est supporté en rotation par le ou les support(s) 35 à une première extrémité et par la chape 46 à l'autre extrémité.The transmission shaft 52 is rotatably supported by the support (s) 35 at one end and by the yoke 46 at the other end.
Selon un mode de réalisation visible sur les figures 3 et 4, le système 30 de transmission comprend :According to an embodiment visible in FIGS. 3 and 4, the transmission system 30 comprises:
un premier pignon 48 avec un grand diamètre, solidaire de l'arbre tournant 22, un deuxième pignon 50 avec un petit diamètre qui engrène avec le premier pignon 48 et qui est solidaire d'un premier arbre de transmission 52, un premier renvoi d'angle 54 intercalé entre le premier arbre de transmission 52 et l'arbre pivotant 44 positionné au niveau d'une première chape 46, un troisième pignon 50' avec un diamètre identique à celui du deuxième pignon 50, qui engrène avec le premier pignon 48 et qui est solidaire d'un deuxième arbre de transmission 52', symétrique au premier arbre de transmission 52 par rapport à l'axe de l'arbre tournant 22, un deuxième renvoi d'angle 54' intercalé entre le deuxième arbre de transmission 52' et l'arbre pivotant 44 positionné au niveau d'une seconde chape 46'.a first pinion 48 with a large diameter, integral with the rotating shaft 22, a second pinion 50 with a small diameter which meshes with the first pinion 48 and which is integral with a first transmission shaft 52, a first return of angle 54 interposed between the first transmission shaft 52 and the pivoting shaft 44 positioned at a first yoke 46, a third pinion 50 'with a diameter identical to that of the second pinion 50, which meshes with the first pinion 48 and which is integral with a second transmission shaft 52 ', symmetrical to the first transmission shaft 52 with respect to the axis of the rotating shaft 22, a second bevel gear 54' interposed between the second transmission shaft 52 ' and the pivoting shaft 44 positioned at a second yoke 46 '.
La première poulie 28 est disposée dans un plan dit plan de guidage perpendiculaire à l'axe de l'arbre pivotant 44. Selon un mode de réalisation, la première poulie 28 comprend une couronne périphérique 56 reliée par des branches 58 à une partie centrale 60 solidaire de l'arbre pivotant 44. La couronne périphérique 56 comprend au niveau de sa surface extérieure une gorge 62 configurée pour guider une courroie 66 (visible sur les figures 1, 2 et 5) tendue entre la première poulie 28 et une seconde poulie 68 positionnée au sol. Selon une configuration, la seconde poulie 68 est accouplée à un système 70 de transformation d'une énergie mécanique (mouvement de rotation) en énergie électrique telle que par exemple une génératrice. La seconde poulie 68 et le système 70 forment une station au sol.The first pulley 28 is disposed in a plane called the guide plane perpendicular to the axis of the pivoting shaft 44. According to one embodiment, the first pulley 28 comprises a peripheral crown 56 connected by branches 58 to a central part 60 integral with the pivoting shaft 44. The peripheral ring 56 comprises at its outer surface a groove 62 configured to guide a belt 66 (visible in FIGS. 1, 2 and 5) stretched between the first pulley 28 and a second pulley 68 positioned on the ground. According to one configuration, the second pulley 68 is coupled to a system 70 for transforming mechanical energy (rotational movement) into electrical energy such as for example a generator. The second pulley 68 and the system 70 form a ground station.
Les première et seconde poulies 28, 68 ainsi que la courroie 66 forme un mécanisme de transmission d'un mouvement de rotation entre le dispositif aéroporté et le sol.The first and second pulleys 28, 68 as well as the belt 66 form a mechanism for transmitting a rotational movement between the airborne device and the ground.
De préférence, les première et deuxième poulies 28, 68 sont disposées dans un même plan de guidage. En variante, en fonction de l'orientation du vent, le plan de guidage de la première poulie 28 peut ne pas être coplanaire avec le plan de guidage de la seconde poulie 68.Preferably, the first and second pulleys 28, 68 are arranged in the same guide plane. As a variant, depending on the orientation of the wind, the guide plane of the first pulley 28 may not be coplanar with the guide plane of the second pulley 68.
Selon une caractéristique de l'invention, le plan de guidage de la première poulie 28 n'est pas perpendiculaire à l'axe de rotation de l'éolienne 12 qui correspond à l'axe de l'arbre tournant 22. L'axe de rotation de l'éolienne forme avec le plan de guidage un angle inférieur à 60°. Cette configuration permet de limiter les perturbations induites par le système de transmission d'un mouvement de rotation au sol sur le fonctionnement de l'éolienne.According to a characteristic of the invention, the guide plane of the first pulley 28 is not perpendicular to the axis of rotation of the wind turbine 12 which corresponds to the axis of the rotating shaft 22. The axis of rotation of the wind turbine forms with the guide plane an angle less than 60 °. This configuration makes it possible to limit the disturbances induced by the system for transmitting a rotational movement to the ground on the operation of the wind turbine.
De préférence, l'axe de rotation de l'éolienne 12 est contenu dans le plan de guidage de la première poulie 28. Cette configuration permet de supprimer quasiment toutes les perturbations induites par le système de transmission d'un mouvement de rotation au sol sur le fonctionnement de l'éolienne.Preferably, the axis of rotation of the wind turbine 12 is contained in the guide plane of the first pulley 28. This configuration makes it possible to eliminate almost all the disturbances induced by the system for transmitting a rotational movement to the ground on the operation of the wind turbine.
Selon une configuration privilégiée, l'arbre tournant 22 est perpendiculaire à l'arbre pivotant 44 et en fonctionnement, l'arbre pivotant 44 est orienté sensiblement à l'horizontale.According to a preferred configuration, the rotating shaft 22 is perpendicular to the pivoting shaft 44 and in operation, the pivoting shaft 44 is oriented substantially horizontally.
Avantageusement, la structure aéroportée 16 comprend un système de guidage 72 de la courroie 66 permettant de resserrer les brins de la courroie 66 pour que la courroie 66 ne déjante pas et ne sorte pas de la gorge 62 de la première poulie 28.Advantageously, the airborne structure 16 comprises a system 72 for guiding the belt 66 making it possible to tighten the strands of the belt 66 so that the belt 66 does not take off and does not come out of the groove 62 of the first pulley 28.
De préférence, le système de guidage 72 comprend au moins une première paire de rouleaux 74, 74' parallèles à l'axe de l'arbre pivotant 44, faiblement espacés, entre lesquels passent les deux brins 66.1 et 66.2 de la courroie 66. Selon un mode de réalisation visible sur la figure 5, le système de guidage 72 comprend une seconde paire de rouleaux 76, 76' parallèles entre eux, perpendiculaires aux rouleaux 74, 74', faiblement espacés, entre lesquels passent les deux brins 66.1 et 66.2.Preferably, the guide system 72 comprises at least a first pair of rollers 74, 74 'parallel to the axis of the pivoting shaft 44, spaced apart, between which pass the two strands 66.1 and 66.2 of the belt 66. According to an embodiment visible in Figure 5, the guide system 72 comprises a second pair of rollers 76, 76 'parallel to each other, perpendicular to the rollers 74, 74', spaced apart, between which pass the two strands 66.1 and 66.2.
Les deux paires de rouleaux 74, 74', 76, 76' sont solidaires d'un support 77 (visible sur la figure 3) positionné à l'extrémité arrière du longeron inférieur 32.3 et relié par des renforts 78 aux longerons supérieurs 32.1 et 32.2.The two pairs of rollers 74, 74 ', 76, 76' are integral with a support 77 (visible in FIG. 3) positioned at the rear end of the lower beam 32.3 and connected by reinforcements 78 to the upper beams 32.1 and 32.2 .
La structure aéroportée 16 comprend une liaison 80 pour la relier au système de sustentationThe airborne structure 16 includes a link 80 to connect it to the lift system
18.18.
Selon un mode de réalisation, la liaison 80 comprend au moins un élément de liaison telle qu'une barre 82, mobile par rapport à la structure aéroportée 16 selon la direction longitudinale, un système de mesure de l'inclinaison 84 configuré pour mesurer l'inclinaison de la structure aéroportée autour d'un axe perpendiculaire à la direction longitudinale, une commande 86 configurée pour déplacer la barre 82 selon la direction longitudinale en fonction de l'inclinaison mesurée par le système de mesure de l'inclinaison afin que la valeur mesurée de l'inclinaison reste dans une plage donnée de part et d'autre de l'horizontale. Cette configuration permet de maintenir l'arbre tournant 44 approximativement à l'horizontale. Selon un mode de réalisation, la barre 82 est solidaire de deux coulisseaux 88, 88' configurés pour coulisser le long des longerons supérieurs 32.1 et 32.2.According to one embodiment, the connection 80 comprises at least one connection element such as a bar 82, movable relative to the airborne structure 16 in the longitudinal direction, a tilt measurement system 84 configured to measure the inclination of the airborne structure about an axis perpendicular to the longitudinal direction, a command 86 configured to move the bar 82 in the longitudinal direction as a function of the inclination measured by the inclination measurement system so that the measured value of the inclination remains within a given range on either side of the horizontal. This configuration allows the rotating shaft 44 to be kept approximately horizontal. According to one embodiment, the bar 82 is integral with two slides 88, 88 'configured to slide along the upper side members 32.1 and 32.2.
Les deux coulisseaux 88, 88' sont reliés par une traverse 90 perpendiculaire à la direction longitudinale.The two slides 88, 88 'are connected by a cross member 90 perpendicular to the longitudinal direction.
Le système de mesure de l'inclinaison 84 peut être un inclinomètre ou tout autre capteur.The inclination measuring system 84 can be an inclinometer or any other sensor.
La commande 86 se présente sous la forme d'une motorisation électrique, solidaire du longeron inférieur 32.3, avec un pignon de sortie 92 orienté selon la direction longitudinale. Un système de transmission du mouvement de rotation du pignon de sortie 92 en un mouvement de translation de la traverse 90 est prévu. Ce système de transmission comprend au moins une tige filetée 94 qui s'étend selon la direction longitudinale, au moins une noix 96 montée sur la tige filetée 94 et solidaire de la traverse 90, une courroie ou une chaîne 98 qui relie le pignon de sortie 92 et la tige filetée 94. Selon un mode de réalisation privilégié permettant d'équilibrer les efforts, le système de transmission comprend deux tiges filetées 94, 94' et deux noix 96, 96' disposées de manière symétrique par rapport à l'axe de l'arbre tournant 22.The control 86 is in the form of an electric motor, integral with the lower spar 32.3, with an output pinion 92 oriented in the longitudinal direction. A system for transmitting the rotational movement of the output pinion 92 in a translational movement of the cross member 90 is provided. This transmission system comprises at least one threaded rod 94 which extends in the longitudinal direction, at least one nut 96 mounted on the threaded rod 94 and secured to the cross member 90, a belt or chain 98 which connects the output pinion 92 and the threaded rod 94. According to a preferred embodiment for balancing the forces, the transmission system comprises two threaded rods 94, 94 'and two nuts 96, 96' arranged symmetrically with respect to the axis of the rotating shaft 22.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation pour convertir le mouvement de rotation de la commande 86 en un mouvement de translation selon la direction longitudinale de la barre 82.Of course, the invention is not limited to this embodiment for converting the rotational movement of the control 86 into a translational movement in the longitudinal direction of the bar 82.
De préférence, la barre 82 orientée selon une direction transversale (perpendiculaire à la direction longitudinale) comprend deux extrémités 100.1,100.2 qui sont reliées chacune par au moins une ligne 102.1 et 102.2 au système de sustentation 18. Avantageusement, chaque extrémité 100.1 et 100.2 de la barre 82 est reliée par deux lignes 102.1, 102.Γ, 102.2,102.2' au système de sustentation 18, comme illustré sur la figure 3.Preferably, the bar 82 oriented in a transverse direction (perpendicular to the longitudinal direction) comprises two ends 100.1,100.2 which are each connected by at least one line 102.1 and 102.2 to the lift system 18. Advantageously, each end 100.1 and 100.2 of the bar 82 is connected by two lines 102.1, 102.Γ, 102.2,102.2 'to the lift system 18, as illustrated in FIG. 3.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la barre 82 est reliée aux coulisseaux 88, 88' par une liaison pivotante qui intègre un mécanisme 104 pour limiter l'accélération angulaire autour de l'axe de la barre 82. Cette solution permet de limiter les mouvements angulaires de la barre 82 ce qui améliore la stabilité de la structure aéroportée 16. Ainsi, selon cette configuration, les mouvements de basculement d'avant en arrière autour d'un axe transversal sont freinés.According to another characteristic of the invention, the bar 82 is connected to the slides 88, 88 'by a pivoting link which incorporates a mechanism 104 to limit the angular acceleration around the axis of the bar 82. This solution makes it possible to limit the angular movements of the bar 82 which improves the stability of the airborne structure 16. Thus, according to this configuration, the rocking movements back and forth around a transverse axis are braked.
Selon un mode de réalisation, ce mécanisme 104 pour limiter l'accélération angulaire autour de l'axe de la barre 82 comprend pour chaque coulisseau 88, 88' un amortisseur rotatif.According to one embodiment, this mechanism 104 for limiting the angular acceleration around the axis of the bar 82 comprises for each slide 88, 88 'a rotary damper.
Selon une autre variante, les lignes 102.1, 102.1', 102.2, 102.2' sont reliées directement aux coulisseaux 88, 88', comme illustré sur la figure 2.According to another variant, the lines 102.1, 102.1 ', 102.2, 102.2' are connected directly to the slides 88, 88 ', as illustrated in FIG. 2.
La courroie 66 comprend un premier brin 66.1 positionné au-dessus de la première poulie 28 et un second brin 66.2 positionné au-dessous de la première poulie 28.The belt 66 comprises a first strand 66.1 positioned above the first pulley 28 and a second strand 66.2 positioned below the first pulley 28.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la structure aéroportée et l'éolienne sont orientées et configurées de sorte que le sens de rotation R de la première poulie 28 provoque la tension du premier brin 66.1. Le second brin 66.2 positionné sous le premier brin 66.1 étant moins tendu que le premier brin 66.1, son poids tend à l'écarter du premier brin 66.1 ce qui renforce la ségrégation des deux brins 66.1 et 66.2.According to another characteristic of the invention, the airborne structure and the wind turbine are oriented and configured so that the direction of rotation R of the first pulley 28 causes the tension of the first strand 66.1. The second strand 66.2 positioned under the first strand 66.1 being less taut than the first strand 66.1, its weight tends to separate it from the first strand 66.1 which reinforces the segregation of the two strands 66.1 and 66.2.
Sur les figures 6 et 7, on a représenté une station au sol 110.In FIGS. 6 and 7, a ground station 110 has been shown.
Cette station au sol 110 comprend un châssis 112 ancré au sol, un support 114 auquel est reliée la seconde poulie 68 par une liaison pivotante avec un axe sensiblement horizontal 116. Avantageusement, le support 114 est relié au châssis 112 par une liaison pivotante avec un axe de rotation sensiblement vertical 118. Cette configuration permet au support 114 de pivoter librement autour de l'axe de rotation sensiblement vertical 118 de façon à ce que la seconde poulie 68 s'oriente automatiquement de manière adéquate en fonction de la direction du vent.This ground station 110 comprises a frame 112 anchored to the ground, a support 114 to which the second pulley 68 is connected by a pivoting link with a substantially horizontal axis 116. Advantageously, the support 114 is connected to the frame 112 by a pivoting link with a substantially vertical axis of rotation 118. This configuration allows the support 114 to pivot freely around the substantially vertical axis of rotation 118 so that the second pulley 68 automatically orientates itself adequately as a function of the wind direction.
La seconde poulie 68 est accouplée à une génératrice 120 permettant de convertir le mouvement de rotation de la seconde poulie 68 en énergie électrique. Cette génératrice 120 est reliée au support 114.The second pulley 68 is coupled to a generator 120 making it possible to convert the rotational movement of the second pulley 68 into electrical energy. This generator 120 is connected to the support 114.
Selon une particularité, la station au sol 110 comprend un mécanisme 122 pour immobiliser la courroie 66 par rapport à la seconde poulie 68 configuré pour occuper un état débloqué visible sur la figure 8A dans lequel le mécanisme 112 n'interfère pas avec la courroie 66 et ne l'immobilise pas par rapport à la seconde poulie 68 et un état bloqué visible sur la figure 8B dans lequel le mécanisme 122 interfère avec la courroie 66 et l'immobilise par rapport à la seconde poulie 68. Ainsi, à l'état débloqué, le mouvement de défilement de la courroie 66 est converti en mouvement de rotation de la seconde poulie 68 puis en énergie électrique par la génératrice 120. A l'état bloqué, la courroie 66 étant immobilisée par rapport à la seconde poulie 68, le mouvement de rotation de la seconde poulie 68 est converti en un mouvement d'enroulement ou de déroulement des deux brins de la courroie 66 autour de la seconde poulie 68 à la manière d'un treuil.According to a particular feature, the ground station 110 comprises a mechanism 122 for immobilizing the belt 66 relative to the second pulley 68 configured to occupy an unlocked state visible in FIG. 8A in which the mechanism 112 does not interfere with the belt 66 and does not immobilize it with respect to the second pulley 68 and a blocked state visible in FIG. 8B in which the mechanism 122 interferes with the belt 66 and immobilizes it with respect to the second pulley 68. Thus, in the unlocked state , the running movement of the belt 66 is converted into a rotational movement of the second pulley 68 and then into electrical energy by the generator 120. In the locked state, the belt 66 being immobilized relative to the second pulley 68, the movement of rotation of the second pulley 68 is converted into a movement of winding or unwinding of the two strands of the belt 66 around the second pulley 68 in the manner of a winch.
Selon un mode de réalisation, la seconde poulie 68 comprend une gorge 124 dans laquelle se loge la courroie 66, prolongée par deux flancs 126 et 126'. Le mécanisme 122 comprend un barreau 128 mobile selon une direction parallèle à l'axe de rotation sensiblement horizontal 116 de la seconde poulie 68. Ce barreau 128 est mobile entre une position rétractée visible sur la figure 8A qui correspond à l'état débloqué dans lequel il ne relie pas les deux flancs 126 et 126' et une position sortie visible sur la figure 8B qui correspond à l'état bloqué dans lequel il relie les deux flancs 126,126' de sorte à ce que la courroie 66 soit immobilisée entre la gorge 124 et le barreau 128 et à ce que les deux brins de la courroie 66 soient entraînés en rotation au niveau de la même génératrice de la seconde poulie de manière à provoquer soit l'enroulement de la courroie 66 autour de la seconde poulie 68 et le retour au sol de la structure aéroportée lorsque le mécanisme 122 est à l'état bloqué et que la seconde poulie tourne dans un premier sens, soit le déroulement de la courroie 66 et le déploiement de la structure aéroportée lorsque le mécanisme 122 est à l'état bloqué et que la seconde poulie 68 tourne dans un second sens opposé au premier sens. Lorsque la courroie n'est plus enroulée autour de la seconde poulie 68, le mécanisme 122 peut passer à l'état débloqué. Dans ces cas, le mouvement de défilement de la courroie 66 est converti en mouvement de rotation de la seconde poulie 68 puis en énergie électrique par la génératrice 120.According to one embodiment, the second pulley 68 comprises a groove 124 in which is housed the belt 66, extended by two sides 126 and 126 '. The mechanism 122 comprises a bar 128 movable in a direction parallel to the substantially horizontal axis of rotation 116 of the second pulley 68. This bar 128 is movable between a retracted position visible in FIG. 8A which corresponds to the unlocked state in which it does not connect the two flanks 126 and 126 'and an output position visible in FIG. 8B which corresponds to the locked state in which it connects the two flanks 126, 126' so that the belt 66 is immobilized between the groove 124 and the bar 128 and that the two strands of the belt 66 are rotated at the same generator of the second pulley so as to cause either the winding of the belt 66 around the second pulley 68 and the return on the ground of the airborne structure when the mechanism 122 is in the locked state and the second pulley rotates in a first direction, namely the unwinding of the belt 66 and the deployment of the structure a airborne when the mechanism 122 is in the locked state and the second pulley 68 rotates in a second direction opposite to the first direction. When the belt is no longer wound around the second pulley 68, the mechanism 122 can pass to the unlocked state. In these cases, the movement of movement of the belt 66 is converted into a movement of rotation of the second pulley 68 and then into electrical energy by the generator 120.
Le mécanisme 122 comprend un actionneur pour contrôler le mouvement du barreau 128 entre la position rétractée et la position sortie.The mechanism 122 includes an actuator for controlling the movement of the bar 128 between the retracted position and the extended position.
Pour entraîner la seconde poulie 68 en rotation, la station au sol 110 comprend une motorisation 130 reliée par un embrayage 132 à la seconde poulie 68.To drive the second pulley 68 in rotation, the ground station 110 comprises a motorization 130 connected by a clutch 132 to the second pulley 68.
Cet embrayage 132 est configuré pour occuper un état débrayé visible sur la figure 9A dans lequel le mouvement de rotation de la motorisation 130 n'est pas transmis à la seconde poulie 68 et un état embrayé visible sur la figure 9B dans lequel le mouvement de rotation de la motorisation 130 est transmis à la seconde poulie 68.This clutch 132 is configured to occupy a disengaged state visible in FIG. 9A in which the rotational movement of the motorization 130 is not transmitted to the second pulley 68 and a engaged state visible in FIG. 9B in which the rotary movement of the motorization 130 is transmitted to the second pulley 68.
Selon un mode de réalisation, l'embrayage 132 est de type conique.According to one embodiment, the clutch 132 is of the conical type.
La motorisation 130 permet de contrôler le mouvement de rotation de la seconde poulie 68 et d'imposer un mouvement de rotation dans un premier sens qui provoque l'enroulement de la courroie 66 autour de la seconde poulie 68 ou un mouvement de rotation dans un second sens opposé au premier qui provoque le déroulement de la courroie 66 autour de la seconde poulie 68.The motorization 130 makes it possible to control the rotational movement of the second pulley 68 and to impose a rotational movement in a first direction which causes the belt 66 to wind around the second pulley 68 or a rotational movement in a second opposite direction to the first which causes the belt 66 to unwind around the second pulley 68.
L'embrayage 132 permet de freiner la rotation de la seconde poulie 68, notamment lors de la transition entre l'état débloqué et l'état bloqué.The clutch 132 makes it possible to brake the rotation of the second pulley 68, in particular during the transition between the unlocked state and the blocked state.
Sur les figures 10 à 12, on a représenté une deuxième variante d'un dispositif aéroporté 210 comprenant une éolienne 212 avec un axe de rotation A212, une structure aéroportée 216 qui supporte l'éolienne 212 et un système de sustentation 218 qui maintient en vol la structure aéroportée 216.In Figures 10 to 12, there is shown a second variant of an airborne device 210 comprising a wind turbine 212 with an axis of rotation A212, an airborne structure 216 which supports the wind turbine 212 and a lift system 218 which maintains in flight the airborne structure 216.
L'éolienne 212 comprend plusieurs pâles 220 reliées par une liaison 222 à un support pivotant 224 autour de l'axe de rotation de l'éolienne A212.The wind turbine 212 comprises several blades 220 connected by a link 222 to a pivoting support 224 around the axis of rotation of the wind turbine A212.
Selon un mode de réalisation, le support pivotant 224 est une poulie principale 226 disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation de l'éolienne A212.According to one embodiment, the pivoting support 224 is a main pulley 226 arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation of the wind turbine A212.
Selon un mode de réalisation, la liaison 222 entre chaque pale 220 et le support pivotant 224 est démontable. A titre d'exemple, la liaison 222 démontable comprend :According to one embodiment, the connection 222 between each blade 220 and the pivoting support 224 is removable. By way of example, the removable link 222 comprises:
pour chaque pâle 220, un fourreau solidaire du support pivotant 224 qui s'étend selon une direction perpendiculaire à l'axe de rotation de l'éolienne A212 et qui est configuré pour permettre d'emmancher une extrémité de la pale, pour chaque fourreau, un système de blocage configuré pour maintenir emmanchée l'extrémité de la pâle dans le fourreau.for each blade 220, a sheath secured to the pivoting support 224 which extends in a direction perpendicular to the axis of rotation of the wind turbine A212 and which is configured to allow one end of the blade to be fitted, for each sheath, a locking system configured to keep the end of the blade in the sheath fitted.
La structure aéroportée 216 comprend un châssis 228 et un arbre fixe 230 qui définit l'axe de rotation de l'éolienne A212 et sur lequel est monté en rotation le support pivotant 224. L'arbre fixe 230 comprend des butées pour immobiliser en translation le support pivotant 224 selon une direction parallèle à l'axe de rotation de l'éolienne A212.The airborne structure 216 comprises a chassis 228 and a fixed shaft 230 which defines the axis of rotation of the wind turbine A212 and on which the pivoting support 224 is mounted in rotation. The fixed shaft 230 includes stops for immobilizing in translation the pivoting support 224 in a direction parallel to the axis of rotation of the wind turbine A212.
La structure aéroportée comprend un premier arbre de pivotement supporté par le châssis 228, qui définit un premier axe de pivotement A232 et au moins une première poulie de renvoi 234 configurée pour guider une courroie 236 permettant de transmettre le mouvement de rotation de l'éolienne 212 à une station au sol 238 et montée pivotante autour du premier axe de pivotement A232.The airborne structure includes a first pivot shaft supported by the chassis 228, which defines a first pivot axis A232 and at least one first return pulley 234 configured to guide a belt 236 for transmitting the rotational movement of the wind turbine 212 to a ground station 238 and pivotally mounted around the first pivot axis A232.
La première poulie de renvoi 234 est disposée dans un premier plan de guidage perpendiculaire au premier axe de pivotement A232.The first return pulley 234 is disposed in a first guide plane perpendicular to the first pivot axis A232.
La structure aéroportée comprend un deuxième arbre de pivotement supporté par le châssis 228, qui définit un deuxième axe de pivotement A240 et au moins une deuxième poulie de renvoi 242 configurée pour guider la courroie 236.The airborne structure comprises a second pivot shaft supported by the chassis 228, which defines a second pivot axis A240 and at least one second return pulley 242 configured to guide the belt 236.
La deuxième poulie de renvoi 242 est disposée dans un deuxième plan de guidage perpendiculaire au deuxième axe de pivotement A240.The second return pulley 242 is arranged in a second guide plane perpendicular to the second pivot axis A240.
De préférence, les premier et deuxième plans de guidage sont coplanaires. Avantageusement, comme pour la première variante, chaque plan de guidage des poulies de renvoi 234 et 242 n'est pas perpendiculaire à l'axe de rotation de l'éolienne A212. L'axe de rotation de l'éolienne forme avec chaque plan de guidage un angle inférieur à 60°.Preferably, the first and second guide planes are coplanar. Advantageously, as for the first variant, each guide plane of the return pulleys 234 and 242 is not perpendicular to the axis of rotation of the wind turbine A212. The axis of rotation of the wind turbine forms an angle of less than 60 ° with each guide plane.
De préférence, l'axe de rotation de l'éolienne A212 est contenu dans les plans de guidage des poulies de renvoi 234 et 242 qui sont coplanaires.Preferably, the axis of rotation of the wind turbine A212 is contained in the guide planes of the return pulleys 234 and 242 which are coplanar.
Selon une configuration privilégiée, l'axe de rotation de l'éolienne A212 est perpendiculaire aux axes de pivotement A232 et A240 des poulies de renvoi 234 et 242.According to a preferred configuration, the axis of rotation of the wind turbine A212 is perpendicular to the pivot axes A232 and A240 of the return pulleys 234 and 242.
Selon un mode de réalisation visible notamment sur la figure 12, la structure aéroportée comprend une troisième poulie de renvoi 244 et une quatrième poulie de renvoi 246 respectivement entre la première poulie de renvoi 234 et la poulie principale 226 et entre la deuxième poulie de renvoi 242 et la poulie principale 226.According to an embodiment visible in particular in Figure 12, the airborne structure comprises a third return pulley 244 and a fourth return pulley 246 respectively between the first return pulley 234 and the main pulley 226 and between the second return pulley 242 and the main pulley 226.
Les troisième et quatrième poulies de renvoi 244 et 246 sont montées pivotantes sur des troisième et quatrième arbres de pivotement 248 et 250 solidaires du châssis 228 et sont positionnées dans des troisième et quatrième plans de guidage pour assurer un guidage de la courroie 236 respectivement entre la poulie principale 226 et la première poulie de renvoi 234 et entre la poulie principale 226 et la deuxième poulie de renvoi 242. Ainsi, le troisième plan de guidage est approximativement tangent avec la poulie principale 226 et la première poulie de renvoi 234 et le quatrième plan de guidage est approximativement tangent avec la poulie principale 226 et la deuxième poulie de renvoi 242.The third and fourth idler pulleys 244 and 246 are pivotally mounted on third and fourth pivot shafts 248 and 250 integral with the frame 228 and are positioned in third and fourth guide planes to guide the belt 236 respectively between the main pulley 226 and the first return pulley 234 and between the main pulley 226 and the second return pulley 242. Thus, the third guide plane is approximately tangent with the main pulley 226 and the first return pulley 234 and the fourth plane guide is approximately tangent with the main pulley 226 and the second return pulley 242.
A titre d'exemple et de manière non limitative, selon un mode de réalisation visible sur la figure 12, le châssis 228 comprend quatre longerons 252.1 à 252.4, parallèles entre eux, orientés approximativement parallèlement à la direction de portance P en fonctionnement et un cadre 254 reliant les premières extrémités des longerons 252.1 à 252.4 et supportant les premier et deuxième arbres de pivotement. Les deuxièmes extrémités des longerons 252.1 etBy way of example and without limitation, according to an embodiment visible in FIG. 12, the chassis 228 comprises four longitudinal members 252.1 to 252.4, parallel to each other, oriented approximately parallel to the direction of lift P in operation and a frame 254 connecting the first ends of the side members 252.1 to 252.4 and supporting the first and second pivot shafts. The second ends of the side members 252.1 and
252.3 sont reliées par une première traverse 256.1 et les deuxièmes extrémités des longerons252.3 are connected by a first cross member 256.1 and the second ends of the side members
252.2 et 252.4 sont reliées par une deuxième traverse 256.2, les première et deuxième traverses 256.1 et 256.2 supportant les troisième et quatrième arbres de pivotement 248 et 250. Les longerons 252.1 et 252.2 sont reliés pas une troisième traverse 256.3 qui est approximativement perpendiculaire aux longerons 252.1 et 252.2 et parallèle aux premier et deuxième axes de pivotement A232 et A240.252.2 and 252.4 are connected by a second cross member 256.2, the first and second cross members 256.1 and 256.2 supporting the third and fourth pivot shafts 248 and 250. The side members 252.1 and 252.2 are connected by a third cross member 256.3 which is approximately perpendicular to the side members 252.1 and 252.2 and parallel to the first and second pivot axes A232 and A240.
En fonctionnement, la courroie 236 passe au-dessus de la première poulie de renvoi 234, en dessous de la troisième poulie de renvoi 244, au-dessus de la poulie principale 226, en dessous de la quatrième poulie de renvoi 246 et au-dessus de la deuxième poulie de renvoi 242. Quelle que soit la variante, la structure aéroportée 216 comprend au moins une poulie de renvoi vers le sol pour guider la courroie 66, 236 en direction du sol, ladite courroie 66, 236 comprenant deux brins 66.1/66.2 ; 236.1/236.2 avec chacun un point de tangence Tl, T2 avec au moins une poulie de renvoi vers le sol.In operation, the belt 236 passes over the first return pulley 234, below the third return pulley 244, above the main pulley 226, below the fourth return pulley 246 and above of the second return pulley 242. Whatever the variant, the airborne structure 216 comprises at least one return pulley towards the ground for guiding the belt 66, 236 in the direction of the ground, said belt 66, 236 comprising two strands 66.1 / 66.2; 236.1 / 236.2 with each a point of tangency Tl, T2 with at least one pulley returning towards the ground.
Dans le cas de la variante visible sur les figures 1 à 5, la structure aéroportée comprend une seule poulie de renvoi 28 vers le sol, les brins 66.1, 66.2 de la courroie 66 étant tangent avec la même poulie de renvoi 28 vers le sol en deux points de tangence Tl, T2.In the case of the variant visible in Figures 1 to 5, the airborne structure comprises a single pulley 28 towards the ground, the strands 66.1, 66.2 of the belt 66 being tangent with the same pulley 28 towards the ground in two tangent points Tl, T2.
Dans le cas de la variante visible sur les figures 10 à 12, la structure aéroportée 216 comprend deux poulies de renvoi 234, 242 vers le sol, la première poulie de renvoi 234 ayant un point de tangence Tl avec le brin 236.1 et la deuxième poulie de renvoi 242 ayant un point de tangence T2 avec le brin 236.2.In the case of the variant visible in FIGS. 10 to 12, the airborne structure 216 comprises two return pulleys 234, 242 towards the ground, the first return pulley 234 having a point of tangency Tl with the strand 236.1 and the second pulley of reference 242 having a point of tangency T2 with the strand 236.2.
Selon une caractéristique, la structure aéroportée 216 comprend d'un premier côté de l'éolienne 212 un point de liaison Al avec le système de sustentation 218 et d'un deuxième côté de l'éolienne les deux points de tangence Tl, T2. Une bissectrice D entre les droites A1T1 et A1T2 forme un angle avec l'axe de rotation de l'éolienne A212 sensiblement égal à l'angle de portance θ avec un intervalle de tolérance de +/- 20°. De préférence, la bissectrice D entre les droites A1T1 et A1T2 forme un angle avec l'axe de rotation de l'éolienne A212 sensiblement égal à l'angle de portance Θ.According to one characteristic, the airborne structure 216 comprises on a first side of the wind turbine 212 a point of connection A1 with the lift system 218 and on a second side of the wind turbine the two points of tangency T1, T2. A bisector D between the lines A1T1 and A1T2 forms an angle with the axis of rotation of the wind turbine A212 substantially equal to the angle of lift θ with a tolerance interval of +/- 20 °. Preferably, the bisector D between the lines A1T1 and A1T2 forms an angle with the axis of rotation of the wind turbine A212 substantially equal to the angle of lift Θ.
Ainsi, en fonctionnement, l'axe de rotation de l'éolienne A212 est sensiblement horizontal. Selon une configuration, la structure aéroportée 216 comprend un mât 258 qui présente une première extrémité reliée à l'arbre fixe 230 du premier côté du support pivotant 224. Le premier point de liaison Al est prévu sur le mât 258 et distant de l'arbre fixe 230. De préférence, le mât 258 est perpendiculaire à l'arbre fixe 230.Thus, in operation, the axis of rotation of the A212 wind turbine is substantially horizontal. According to one configuration, the airborne structure 216 comprises a mast 258 which has a first end connected to the fixed shaft 230 on the first side of the pivoting support 224. The first connection point A1 is provided on the mast 258 and distant from the shaft fixed 230. Preferably, the mast 258 is perpendicular to the fixed shaft 230.
Selon un mode de réalisation, l'arbre fixe 230 présente une première extrémité reliée à la troisième traverse 256.3 à équidistance des longerons 252.1 et 252.2.According to one embodiment, the fixed shaft 230 has a first end connected to the third crosspiece 256.3 equidistant from the side members 252.1 and 252.2.
Le système de sustentation 218 est relié par au moins une ligne 260 à la deuxième extrémité du mât 258. En fonctionnement, la droite D dans le prolongement de la ligne 260 est approximativement parallèle aux brins 236.1 et 136.2 et positionnée à équidistance desdits brins 236.1, 236.2.The lift system 218 is connected by at least one line 260 to the second end of the mast 258. In operation, the straight line D in the extension of the line 260 is approximately parallel to the strands 236.1 and 136.2 and positioned equidistant from said strands 236.1, 236.2.
Selon une autre caractéristique, la structure aéroportée 216 comprend un système de stabilisation 262 pour limiter les mouvements de rotation autour de l'axe de rotation de l'éolienne A212. Selon un mode de réalisation, le système de stabilisation 262 comprend une surface de stabilisation plane sensiblement rigide qui s'étend dans un plan contenant l'axe de rotation de l'éolienne A212 et qui est reliée à la deuxième extrémité de l'arbre fixe 230. La surface de stabilisation est parallèle aux plans de guidage des première et deuxième poulies de renvoi 234 et 242 et elle est orientée de sorte à être verticale et décalée vers le bas par rapport à l'arbre fixe 230 en fonctionnement.According to another characteristic, the airborne structure 216 comprises a stabilization system 262 to limit the rotational movements around the axis of rotation of the wind turbine A212. According to one embodiment, the stabilization system 262 comprises a substantially rigid planar stabilization surface which extends in a plane containing the axis of rotation of the wind turbine A212 and which is connected to the second end of the fixed shaft 230. The stabilization surface is parallel to the guide planes of the first and second return pulleys 234 and 242 and it is oriented so as to be vertical and offset downward relative to the fixed shaft 230 in operation.
Sur les figures 13 et 14, on a représenté une autre variante d'une station au sol 238 qui comprend un châssis 266 qui supporte une poulie de réception 268 configurée pour guider la courroie 236, une génératrice 270 accouplée à la poulie de réception 268 par un système de transmission 272. Ainsi, le défilement de la courroie 236 provoque la rotation de la poulie de réception 268 qui entraîne en rotation la génératrice 270 grâce au système de transmission 272.In Figures 13 and 14, there is shown another variant of a ground station 238 which comprises a frame 266 which supports a receiving pulley 268 configured to guide the belt 236, a generator 270 coupled to the receiving pulley 268 by a transmission system 272. Thus, the running of the belt 236 causes the rotation of the receiving pulley 268 which drives the generator 270 in rotation thanks to the transmission system 272.
La génératrice 270 est configurée pour transformer un mouvement de rotation en courant électrique.The generator 270 is configured to transform a rotational movement into electric current.
Selon une configuration, le châssis 266 se présente sous la forme d'un boîtier qui comporte deux flasques parallèles entre lesquels sont positionnés la poulie de réception 268 et le système de transmission 272.According to one configuration, the chassis 266 is in the form of a housing which comprises two parallel flanges between which the receiving pulley 268 and the transmission system 272 are positioned.
Le dispositif aéroporté est relié à la station au sol par les deux brins 236.1 et 236.2 de la courroie 236 qui relient, respectivement, la poulie de réception 268 et la première poulie de renvoi 234 ainsi que la poulie de réception 268 et la deuxième poulie de renvoi 242.The airborne device is connected to the ground station by the two strands 236.1 and 236.2 of the belt 236 which connect, respectively, the reception pulley 268 and the first return pulley 234 as well as the reception pulley 268 and the second pulley of reference 242.
Aucun autre lien ne relie le dispositif aéroporté et le sol ou un élément solidaire du sol.No other link connects the airborne device and the ground or an element integral with the ground.
Selon une configuration, la station au sol 238 comprend un système d'arrimage 274 pour la relier au sol ou à un élément solidaire du sol.According to one configuration, the ground station 238 comprises a securing system 274 for connecting it to the ground or to an element integral with the ground.
La station au sol 238 comprend un système 276 pour enrouler et dérouler la courroie 236. A l'état totalement déroulé, la structure aéroportée est suspendue sous le système de sustentation et à l'état totalement enroulé, la structure aéroportée est juxtaposée à la station au sol.The ground station 238 includes a system 276 for winding and unwinding the belt 236. In the fully unrolled state, the airborne structure is suspended under the lift system and in the fully rolled up state, the airborne structure is juxtaposed at the station on the ground.
Le système 276 pour enrouler et dérouler la courroie 236 comprend un touret 278 positionné entre les deux brins 236.1 et 236.2 avec un axe de rotation A278 parallèle à l'axe A268 de la poulie de réception 268. Le touret 278 comprend au moins un guide 280 pour au moins l'un des brins 236.1 de la courroie 236.The system 276 for winding and unwinding the belt 236 comprises a reel 278 positioned between the two strands 236.1 and 236.2 with an axis of rotation A278 parallel to the axis A268 of the receiving pulley 268. The reel 278 comprises at least one guide 280 for at least one of the strands 236.1 of the belt 236.
Lorsque la courroie 236 est complètement déroulée, le brin 236.1 passe à travers le guide 280. Lorsque le touret 278 pivote autour de l'axe A278, le guide 280 enroule le brin 236.1 autour du touret 278.When the belt 236 is fully unwound, the strand 236.1 passes through the guide 280. When the reel 278 pivots around the axis A278, the guide 280 wraps the strand 236.1 around the reel 278.
Selon une autre variante, le touret 278 n'est pas positionné entre les brins mais positionné sous le brin 236.2 qui passe à proximité du touret 278. Le touret 278 comprend un crochet mobile en translation selon une direction parallèle à l'axe du touret 278 entre une première position écartée du brin et une deuxième position dans laquelle il crochète le brin 236.2. Dans la deuxième position, la rotation du touret 278 provoque l'enroulement du brin 236.2 accroché par le crochet, autour du touret 278.According to another variant, the reel 278 is not positioned between the strands but positioned under the strand 236.2 which passes near the reel 278. The reel 278 comprises a hook movable in translation in a direction parallel to the axis of the reel 278 between a first position separated from the strand and a second position in which it hooks the strand 236.2. In the second position, the rotation of the drum 278 causes the strand 236.2 hooked by the hook to be wound around the drum 278.
Selon une autre variante, le touret 278 n'est pas positionné entre les brins mais positionné sous le brin 236.2 qui passe à proximité du touret 278. Le touret 278 comprend un crochet fixe. Selon cette variante, lorsque l'utilisateur souhaite enrouler la courroie 236, il positionne manuellement le brin 236.2 sous le crochet, de sorte que la rotation du touret 278 provoque l'enroulement du brin 236.2 accroché par le crochet.According to another variant, the reel 278 is not positioned between the strands but positioned under the strand 236.2 which passes close to the reel 278. The reel 278 comprises a fixed hook. According to this variant, when the user wishes to wind the belt 236, he manually positions the strand 236.2 under the hook, so that the rotation of the reel 278 causes the strand 236.2 to be wound up hooked by the hook.
Le mouvement de rotation du touret 278 peut être motorisé ou manuel.The rotary movement of the reel 278 can be motorized or manual.
Selon un mode de réalisation, la station au sol 238 comprend une manivelle 282 pour provoquer le mouvement de rotation du touret 278.According to one embodiment, the ground station 238 comprises a crank 282 to cause the rotary movement of the drum 278.
Claims (9)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1661221A FR3059053B1 (en) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | AIRBORNE WIND TURBINE |
| PCT/FR2017/050526 WO2017153686A1 (en) | 2016-03-10 | 2017-03-09 | Airborne wind turbine |
| EP17713743.7A EP3426916B1 (en) | 2016-03-10 | 2017-03-09 | Airborne wind turbine |
| US16/083,706 US20190072081A1 (en) | 2016-03-10 | 2017-03-09 | Airborne wind turbine |
| JP2018544299A JP2019507842A (en) | 2016-03-10 | 2017-03-09 | Aerial wind turbine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1661221A FR3059053B1 (en) | 2016-11-18 | 2016-11-18 | AIRBORNE WIND TURBINE |
| FR1661221 | 2016-11-18 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3059053A1 true FR3059053A1 (en) | 2018-05-25 |
| FR3059053B1 FR3059053B1 (en) | 2019-05-10 |
Family
ID=58162772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1661221A Expired - Fee Related FR3059053B1 (en) | 2016-03-10 | 2016-11-18 | AIRBORNE WIND TURBINE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3059053B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013151678A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Leonid Goldstein | Airborne wind energy conversion system with endless belt |
| DE102013205781A1 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-02 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Wind turbine |
| US20150330368A1 (en) * | 2014-05-18 | 2015-11-19 | Leonid Goldstein | Airborne wind energy system with rotary wing, flying generator and optional multi-leg tether |
-
2016
- 2016-11-18 FR FR1661221A patent/FR3059053B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013151678A1 (en) * | 2012-04-06 | 2013-10-10 | Leonid Goldstein | Airborne wind energy conversion system with endless belt |
| DE102013205781A1 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-02 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Wind turbine |
| US20150330368A1 (en) * | 2014-05-18 | 2015-11-19 | Leonid Goldstein | Airborne wind energy system with rotary wing, flying generator and optional multi-leg tether |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3059053B1 (en) | 2019-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2824529A1 (en) | Natural gas feed between transport ship and receiving mast has transfer boom supported on mast and connected to ship via deformable hose | |
| EP0126679B1 (en) | Vessel with at least two connected hulls, and with several masts | |
| FR2884800A1 (en) | SYSTEM FOR TAKING AERIAL IMAGES | |
| FR2515137A1 (en) | ROLLING DEVICE AND SAILING DEVICE | |
| EP3426916B1 (en) | Airborne wind turbine | |
| EP0853576B1 (en) | Boat powered by means of a kite via a hinged arm | |
| EP3164351B1 (en) | Device for towing a very long tubular object | |
| FR2570119A1 (en) | Device for unrolling and rolling a flexible surface on a tube | |
| FR3059053A1 (en) | AIRBORNE WIND TURBINE | |
| EP0136351A1 (en) | Method and device for covering with tarpaulin particularly vehicles | |
| FR3048739A1 (en) | AIRBORNE WIND TURBINE | |
| EP3347668B1 (en) | Device for transporting a torpedo from a transport carriage to a launching tube | |
| FR2578901A1 (en) | Device for tensioning a canvas sheet for protection from the sun, in particular for verandah or pergola | |
| CA3196997A1 (en) | Device and system for releasing, maintaining in flight and recovering a tethered aerostat | |
| EP3225582B1 (en) | Folding structure making up a tower crane | |
| EP0116026B1 (en) | Device for detecting the tension or force exerted on a cable or the like on which is fixed for example a fishing net | |
| EP3164352B1 (en) | Device for towing a very long tubular object | |
| CH367957A (en) | Luffing mast crane | |
| FR2464218A1 (en) | DEVICE FOR RECOVERING A CABLE FOR HANDLING AN IMMERED LOAD | |
| EP0118076B1 (en) | Apparatus for coiling a cable | |
| FR2941436A1 (en) | Water craft, has roller with axle on which coils that are respectively associated with main, directional and front lines, are mounted, where each coil associated with directional line is freely rotated around axle on non-zero angular course | |
| FR3048239A1 (en) | EASILY WINDING WINCH | |
| EP3269896A1 (en) | Blind with movable blades | |
| FR2581962A1 (en) | Landing system for a dirigible balloon | |
| FR2562500A1 (en) | BOAT SAIL |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20180525 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20210705 |