FR3063312A1

FR3063312A1 - Eolienne horizontale a flux radial

Info

Publication number: FR3063312A1
Application number: FR1700192A
Authority: FR
Inventors: Daniiel Pouget
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-02-27
Filing date: 2017-02-27
Publication date: 2018-08-31

Abstract

L'invention concerne une éolienne silencieuse et discrète. Grâce à l'utilisation d'un dispositif d'orientation du vent capté, une turbine disposée latéralement est entraînée en rotation. Aucune pièce mobile n'entraîne une gêne visuelle ou sonore grâce au placement latéral des pales et à leur nombre, ce qui donne une impression d'immobilité de l'ensemble. Une génératrice à aimants permanents associée à un multiplicateur de vitesse, située à l'arrière de la turbine convertit alors l'énergie mécanique en énergie électrique. L'éolienne est conçue pour pouvoir fonctionner avec des vents irréguliers est ne nécessite donc pas d'être placée haut en hauteur. Par ailleurs elle s'oriente naturellement face au vent sans avoir besoin d'une dérive arrière. Ce type de dispositif est particulièrement bien adapté pour la production individuelle d'électricité et s'intègre facilement en ville sur des toits ou des terrasses.

Description

(57) L'invention concerne une éolienne silencieuse et discrète.

Grâce à l'utilisation d'un dispositif d'orientation du vent capté, une turbine disposée latéralement est entraînée en rotation.

Aucune pièce mobile n'entraîne une gêne visuelle ou sonore grâce au placement latéral des pales et à leur nombre, ce qui donne une impression d'immobilité de l'ensemble.

Une génératrice à aimants permanents associée à un multiplicateur de vitesse, située à l'arrière de la turbine convertit alors l'énergie mécanique en énergie électrique.

L'éolienne est conçue pour pouvoir fonctionner avec des vents irréguliers est ne nécessite donc pas d'être placée haut en hauteur. Par ailleurs elle s'oriente naturellement face au vent sans avoir besoin d'une dérive arrière.

Ce type de dispositif est particulièrement bien adapté pour la production individuelle d'électricité et s'intégre facilement en ville sur des toits ou des terrasses.

Les éoliennes traditionnelles sont constituées de pales disposées face au vent mais n'utilisent qu'une faible partie de la puissance cinétique du fluide qui les traverse lorsque leur vitesse de rotation est faible.

Une autre limite à leur utilisation apparaît lorsque le vent souffle de façon irrégulière sur la surface du disque balayée par les pales. Les pâles sont alors soumises à des efforts mécaniques différents qui peuvent induire des vibrations dans l’ensemble de la structure et dans tous les cas engendrent une usure prématurée des paliers.

Enfin de nombreux utilisateurs reprochent à ce type d'éolienne d’être bruyante, encombrante, et peu discrète principalement à cause du long mat qui les supporte.

L'objet de la présente description est une éolienne particulière qui fonctionne grâce à un écoulement radial du fluide entraînant une turbine. Les pales de cette turbine, disposées en couronne le long d'un disque (figure 1), sont traversées par l'air de l'intérieur vers l'extérieur. Ainsi chaque pale est soumise à un même effort et participe au couple mécanique résultant. Le nombre de pales peut varier entre 16 et 24 en fonction du diamètre de l'éolienne et selon que Ton privilégie le couple ou la vitesse de rotation de la turbine. Les pales sont inclinées par rapport à l'axe de la turbine d'environ 30° afin de permettre à l'air de s'évacuer latéralement avec une certaine vitesse longitudinale arrière pour éviter qu'il ne soit freiné par l'air qui s'écoule à l'extérieur de l'éolienne.

Cette conception rend l'éolienne compacte et totalement silencieuse. En outre elle fonctionne efficacement sans limitation de vitesse du vent qu'il s'agisse de vent faible ou de vent fort.

Les très faibles perturbations générées autour de l'éolienne par les pales autorisent d'en utiliser plusieurs en parallèle sans nécessiter une distance de garde élevée.

L'orientation de l'écoulement du fluide est obtenue au moyen d'un cône fixe de profil arrondi (figure 2). C'est lui qui permet de modifier l'écoulement de l'air qui entre dans l'éolienne selon un flux axial, pour en ressortir selon un flux radial, après avoir cédé une partie de son énergie cinétique à la turbine.

La surface développée de l'ouverture latérale de l'éolienne (située entre la partie avant et la partie arrière) par laquelle l'air est évacué est du même ordre de grandeur que la surface d'entrée de l'éolienne par laquelle entre l'air, de façon à limiter les perturbations dans l'écoulement du fluide (figure 3).

La conversion d'énergie mécanique en énergie électrique est réalisée au moyen d'une génératrice à aimants permanents située derrière la turbine et peut être associée à un multiplicateur de vitesse. L'ensemble est habillé par un carter en résine constitué de deux parties. La coque intérieure de la partie avant du carter canalise l'air vers la turbine et sa coque extérieure permet à l'air environnant de s'écouler en limitant les turbulences.

La partie carter arrière est constituée d'une simple paroi arrondie qui protège la génératrice.

La rigidité du montage est assurée par un ensemble de pièces représentées sur la figure 4. Un axe longitudinal cylindrique qui supporte l'ensemble des pièces de la tête de l'éolienne est fixé entre le mat et sa jambe. Le cylindre extérieur solidarisé avec l'axe au moyen de trois raidisseurs permettra de fixer le carter avant. Le carter arrière est emboîté sur ce même axe.

Montée sur un mat court, l'éolienne ne nécessite pas une dérive pour s'orienter face au vent. Elle est libre en rotation dans un plan horizontal et s'oriente naturellement face au vent grâce au décentrage longitudinal de son mat et au profil extérieure de son carter.

Cette éolienne convient bien pour des installations chez des particuliers désireux de produire leur propre électricité. Sa compacité et sa discrétion lui permettent de s'adapter à de multiples lieux de montage comme en terrasse ou en toiture.

Sa conception la rend pratiquement insensible aux irrégularités du vent et ne nécessite donc pas de la placer haut en hauteur.

Pour des installations de plus forte puissance la possibilité d'en placer plusieurs proches les unes des autres est un atout essentiel pour des espaces réduits comme en ville.

Claims

REVENDICATIONS

1) Dispositif éolien de conversion d'énergie mécanique en énergie électrique caractérisé en ce qu'il est constitué d'une ouverture d'entrée pour l'air et qui le dévie latéralement vers une turbine à pales avant de s'échapper vers l'extérieur.
2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le guidage de l'air entrant au moyen d'une pièce conique de profil arrondi permettant de passer d'un flux longitudinal à un flux latéral.
3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par en ce que les pales sont inclinées par rapport à l'axe de la turbine d'environ 30° afin de permettre à l'air de s'évacuer latéralement, par une ouverture de surface développée égale au diamètre d'entrée de l'éolienne, tout en ayant une certaine vitesse longitudinale.
4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un carter dont la surface intérieure canalise l'air entrant dans l'éolienne et dont la surface extérieure limite les perturbations de l'air environnant qui s'écoule le long de celle-ci.
5) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par une génératrice à disques à aimants permanents placée derrière la turbine.
6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la rigidité de l'ensemble est obtenue par un axe longitudinal cylindrique, fixé par ses deux extrémités entre le mat et sa jambe, qui supporte l'ensemble des pièces.
7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par un carter arrière au profil arrondi, emboîté sur l'axe longitudinal, qui protège la génératrice.
8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'éolienne s'oriente naturellement face au vent sans nécessiter une dérive, grâce à son mat décentré libre en rotation.

figure 2 figure 4