WO1981000887A1 - Station de captation d'energie eoliennne - Google Patents

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WO1981000887A1
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    • Y10S415/909—Air stack or shaft having natural fluid current motor

Definitions

  • the subject of the present invention is a wind capture station which makes it possible to remedy all the drawbacks which have just been listed and therefore to produce very high power installations, the assembly of which is considerably simplified and makes them of a much more reliable operation.
  • the station is constituted by a construction in the form of a hollow column, inside which are housed the driving members which, thus are fully protected, the wind being picked up at the top of the column at the using appropriate special means.
  • the arrangement of this construction ensures by a simple set of articulated flaps the optimum action of the wind on the energy-capturing organs, such as propellers and blades, whatever the direction thereof, without requiring a change of orientation of these organs, even in the case of variations in direction or jerks.
  • the drive members are movable in rotation about a vertical axis, arrangement making it possible to provide support means placed at the eccentric end (far from the center) of these members which, by giving them great stability, make it possible to give them very large dimensions and thereby obtain very large powers.
  • safety valves protect the drive members against any possible overpressure which may be harmful.
  • means are also provided for causing the motor members to rotate in the event that the air flow is insufficient to determine the start-up as well as to determine the regulation of the rotational movement of said motor members.
  • Figure 1 shows in elevation and partial section an overview of a station in the form of a column according to the invention as well as the components included therein.
  • Figures 2 and 3 are plan views of the top and bottom of the station, respectively.
  • FIGS 4, 5 and 6 show different forms of flaps which the column can be provided.
  • FIG. 7 shows in more detail the mounting of the drive members.
  • Figures 8 and 9 are plan views at the levels of Figure 7 indicated by dashed lines.
  • Figures 10 to 12 show means for rotating the engine members independent of the action of the wind.
  • FIG. 13 shows an embodiment of the station in the form of a hollow column, the structure of which is metallic.
  • FIG. 1 4 is a diagrammatic section in plan along a-a of FIG. 13.
  • FIG. 15 schematically represents the shrouding means of the station.
  • Figures 16 and 17 show respectively in elevation and in plan a device for obtaining the rotation of the driving members when the wind is insufficient to determine starting, which is associated with a regulating flywheel.
  • FIG. 18 represents the two positions that a propeller can occupy: rest or "flag" (solid bars) and work (in dashed lines).
  • FIG. 19 represents a device comprising the regulating flywheel visible in FIG. 16 applied to a motor member such as 6 in FIG. 7.
  • Figures 20 and 2 ⁇ are plan views at different levels of the regulating elements shown in Figure 19.
  • the arrows indicate the direction of circulation of the air flow inside the station constituted by column 1.
  • the upper and lower parts of the column have a hexagonal shape. it is obvious that they could just as well be cylindrical and that the number of sides of the polygon could be different from six and any.
  • the reference 9 designates the wind capture enclosure, provided around its entire periphery with internal shutters 10 hinged so as to open inwards, a condition the usefulness of which will be specified below.
  • a transfer enclosure or sheath 12 around the periphery of which, at the top, are arranged safety flaps 3 whose function will also be specified later.
  • This enclosure 12 includes the driving members.
  • these members are constituted by a plurality of superimposed propellers 6. These propellers respectively rest on ball bearing surfaces 4 themselves bearing on spacers 15 fixed on the chamber 12.
  • the spacers 15 are shaped so as to offer minute resistance to the movement of the flow.
  • three propellers respectively operate concentric drive shafts.
  • the upper propeller is secured to the central shaft 7, while the propellers of the lower stages are respectively secured to each of a tubular shaft 20a and 20b.
  • the transfer enclosure 12 is in communication with the evacuation enclosure 16, the outer periphery of which is provided with flaps 11 articulated so as to open towards the outside.
  • the upper propeller 6 (not shown in Figure 7) is fixed to the central shaft 7. It is integral with the upper part of the central ball bearing 4 whose lower part is integral with the spacer 15.
  • the middle propeller 6 ' is secured to the cage of a needle bearing 18' whose hub is secured to the rear central bre 7. This cage is integral with the upper part of the ball bearing 4 ′, itself integral with the tubular shaft 20a.
  • the lower propeller 6 "is secured to the cage of a bearing 18" whose hub is secured to the inner tubular shaft 20a actuated by the middle propeller 6 '.
  • the cage of this bearing 18 is integral with the upper part of the ball bearing 4", itself made integral with the outer tubular shaft 20b. As shown in the figure, the lower part of the ball bearing surfaces 4, 4 'and 4 "is secured respectively to each of the corresponding fixed spacers 15, 15' and 15".
  • the parts designated by the references 8 are absolutely diagrammatic and can be both means of use and organs for transmitting a reducing as well as a multiplying movement, the said means of use being able to be placed at any point. appropriate.
  • a sealed circular track 14 provided with a raceway such as metallic 31.
  • the support means arranged at the end of the blades which have just been described may include propulsion means such as electric motors having the function of ensuring the rotation of the propellers in the case where the action of the air flow is insufficient to cause starting.
  • propulsion means such as electric motors having the function of ensuring the rotation of the propellers in the case where the action of the air flow is insufficient to cause starting.
  • the reference 22 in FIG. 8 designates their location in general form.
  • Figures 10 and 11 show a motor carriage comprising a tractor roller 24 circulating in the groove-shaped track 14 and carrying the axis 17 at its center.
  • the motor 23 drives the carriage by means of a relay 25 with chain or V-belt.
  • a roller ball 27 ensures the stability of the assembly.
  • the power supply is provided by the metal raceway 31 and a second metal raceway 32 at the bottom of the groove 14 connected to the power source, on which wipers 33 ensure contact.
  • the linear motor can be used by placing the armature in place of the motor 23, the latter moving on the inductor 31 which replaces the raceway 31 and receives the first contact, the second being established by trolley 32 placed at the bottom of the groove 14 and wipers 33; the rollers 2 5 and 27, then all with balls, overlapping the inductor 31.
  • the starter boosters 22 having a useful function only in the case of light wind, a simple starting drive system can be used to free the drive members 6 at their end 17, from the dead weight of the propulsion carriages when they are not in use, the latter being set back from the ball rollers 5 of the blade tip and provided with freewheeling pawls acting in the direction propulsion and driving the blades by the end of the axes 17 provided longer for this purpose.
  • FIG 12 shows an alternative embodiment of the proprlsion means.
  • a motor 23 carrying the axis 17 is placed inside the propeller blade 30 on spacers 29.
  • This motor drives the roller 24 which, in turn, drives in its rotational movement the blade d propeller 30.
  • the current supply of the engine (s) and propulsion means can be controlled automatically by any suitable known means such as a contact anemometer, while the interruption can be obtained automatically when the wind drives the engine (s) 6 at the expected speed, for example by means of a rev counter recording the speed of rotation of the drive member.
  • flaps 3 forming safety valves are arranged at the periphery of the transfer enclosure 12 and at the top of the column 1 in this example. These valves are calibrated in a known manner at the desired pressure, both by spring 21 (fig.l) and by mass (fig.6). Thus, any possible overpressure which may be harmful to the motor organs among others is made impossible.
  • the flap shown in FIG. 4 is articulated around a horizontal axis arranged so as to divide the total surface of each of said flaps into two parts, the surface of the part located above said axis being less than that of the part located below (such as flaps 10, Figure 1).
  • FIG 5 is shown a flap articulated around a horizontal axis placed at the top (such as 11, Figures 1 and 3).
  • FIG. 6 represents a flap articulated under the same conditions, but provided with a mass in order to form a safety valve. It is obvious that we could also use flaps articulated around a vertical axis at the top and bottom of the flap, with stop limiting the flapping stroke before the position perpendicular to the wind flow.
  • the shutters used can be wholly or partly made of any suitable material such as metal, sheet metal with axis and reinforcements, opaque or transparent reinforced plastics, plastic material on framing, frames or grilles.
  • flaps can also be provided with springs and shock absorbers with free travel at the start of opening and closing, so as to prevent a sudden folding of the flaps under the effect of jerks of wind.
  • the station is favorably supplemented by vertical fins and canopies arranged around the perimeter of the column at the level of the collecting enclosure 9 and the evacuation enclosure 16, these fins being located at the edges when these enclosures are of polygonal shape. .
  • This assembly designated by the reference 13 forms an effective wind guide.
  • the fins are distributed around the periphery of the column at predetermined angular intervals when the chambers are of cylindrical shape.
  • a deflecting means designated by the references 34 and 35 (FIG. 7) can be placed in the center of the column, covering the central elements. This means deviated tor thus determines an overpressure of the air flow, directing it towards the external parts of the motor organs, the most efficient parts, and this results in a very significant improvement in efficiency.
  • the structure of a station as just described can be either entirely or partially metallic, made of prestressed concrete or other, or in conventional masonry.
  • a column whose structure is metallic we will now describe by means of Figures 13 and 14 a column whose structure is metallic.
  • the structure consists of elements in the form of fins 36 integral with main belts forming awnings, two of which are designated by the reference 37a, and of secondary belts also forming awnings, two of which are designated by the reference 37b.
  • These latter belts can advantageously constitute supports for the articulations of the flaps.
  • the reference 55 designates external attachment means provided for the purpose of fixing guy lines.
  • a hollow reverse truncated cone 38 in duct connection with the tubes 39 at one end of which are arranged the propeller blades 40 constituting the driving members, here hollow.
  • the cone 38 is located inside the deflector means 34-35 shown diagrammatically in FIG. 7.
  • This assembly as well as rotation regulating means which will be described later rest on a spacer 15 in accordance with what has been indicated. in the description relating to FIGS. 1 and 7.
  • the transmission shaft 7 integral with the tubes 39 and the propeller blades 40 is also hollow.
  • the propeller blades 40 are provided, it will be recalled, with axes 17 whose role has already been defined.
  • the ends of the propeller blades 40 are provided with a nozzle 41.
  • Each of the blades can pivot axially around support bearings 52, lockable at 54, the walls of the tubes 39 also forming complementary support bearings for the propeller blades by means of interposed bearings.
  • the air flow from the cone 38 can be transmitted to the nozzles via external tubes integral with each propeller blade and linked aerodynamically to these.
  • Figure 18 which is a detail view, shows a propeller blade 40 in the rest position or "flag” solid lines) and in the working position (broken lines).
  • the references 43, 44 and 45 respectively designate the stop for the propeller blade in the working position, the return spring determining the return of the propeller blade to the rest position (or flag) and the stop: corresponding to this last position.
  • the drive members are provided with a flywheel regulating the rotational movement made integral with these by means of a centrifugal clutch.
  • the regulating flywheel of annular shape, is designated by the reference 46. This flywheel bears on supports constituted by dice 47 by means of balls 48.
  • Safety guides 56 can be added to the flywheel 46.
  • the weights are six in number and arranged to act in two stages in groups of three. It is thus understood that during the rotation of the transmission shaft 7, the centrifugal action is exerted first on a group of weights as shown in FIG. 20 and then on the other group of weights, thus determining a particularly favorable two-stroke clutch to overcome wind jerks
  • the transmission shaft 7 is hollow so that the air flow can possibly act on other motor members, these being arranged in superposition.
  • the tubular shaft 7 can be closed as indicated in 53.
  • FIG. 19 represents an arrangement comprising a regulating flap but devoid of the starting device in accordance with FIGS. 16 and 17.
  • the weighted devices could be replaced by a magnetic clutch controlled by means of either an anemometer or a tachometer, to determine the operation either according to the wind or according to the rotation speed.

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Abstract

Station de captation d'energie eolienne constituee par une colonne creuse (1) comprenant du sommet a la base: une enceinte de captation (9) pourvue de volets d'admission (10); une enceinte de transfert (12) incluant les organes moteurs (6) qui entrainent par l'intermediaire d'arbres (7) et (20) les organes d'utilisation (8); une enceinte d'evacuation (16) pourvue de volets (11) exterieurs. Les fleches indiquent le sens de la circulation du flux d'air a l'interieur de la station. Les volets interieurs (10) exposes au vent s'ouvrent sous l'effet de ce dernier qui maintient fermes les autres volets. Les volets exterieurs (11) situes hors du vent s'ouvrent sous l'effet de la pression residuelle subsistant apres action sur les organes moteurs (6), tandis que les autres volets sont maintenus fermes sous la pression du vent. Des clapets de securite (3) sont prevus pour interdire toute surpression nuisible. La station inclut des moyens de demarrage des organes moteurs par vent faible et des moyens de regulation de flux d'air.

Description

STATION DE CAPTATION DE L'ENERGIE EOLIENNE.
Il existe déjà dans la technique antérieure des appareils destinés à capter l'énergie éolienne. Ces appareils sont sensiblement dérivés des anciens moulins à vent et comprennent des hélices à deux, trois ou plusieurs pales, carénées ou non, à pas variable ou non,des roues à aubes, etc.. Les organes moteurs que constituent ces hélices doivent évidemment être situés le plus haut possible pour être actionnés au maximum par la force du vent, ce qui implique de leur faire occuper une position dans laquelle ils sont exposés aux saccades, rafales et à-coups de celui-ci. De plus, ils doivent être mobiles en orientation suivant la direction du vent. Leur équilibre précaire se transforme fréquemment en balourd lorsque le vent souffle par rafales du haut vers le bas ou inversement, provoquant des chocs violents particulièrement nuisibles, d'où l'obligation de construire une charpente et un ensemble très robustes et de recourir à des appareils très élaborés. Malgré cela ces appareils résistent mal et leur hauteur est très limitée ainsi que la puissance pouvant être transmise, ce qui diminue beaucoup leur intérêt , particulièrement en ce qui concerne les grandes stations destinées à desservir des collectivités.
La présente invention a pour objet une station de captation des vents permettant de remédier à tous les inconvénients qui viennent d'être énumérés et par conséquent de réaliser des installations de très grande puissance,dont l'ensemble est considérablement simplifié et les rend d'un fonctionnement beaucoup plus fiable. Suivant l'invention, la station est constituée par une construction en forme de colonne creuse, à l'intérieur de laquelle sont logés les organes moteurs qui, ainsi sont entièrement protégés, le vent étant capté à la partie supérieure de la colonne à l'aide de moyens particuliers appropriés. L'agencement de cette construction assure par un simple jeu de volets articulés l'action optimum du vent sur les organes capteurs d' énergie,tels qu'hélices et aubes,quelle que soit la direction de celuici, sans nécessiter de changement d'orientation de ces organes, même dans le cas de variations de direction ou saccades.
Les organes moteurs sont mobiles en rotation autour d'un axe vertical, disposition permettant de prévoir des moyens supports placés à l'extrémité excentrique (éloignée du centre) de ces organes qui, en conférant à ces derniers une grande stabilité, permettent de leur donner de très grandes dimensions et d'obtenir de ce fait de très grandes puissances.
En outre, des clapets de sécurité protègent les organes moteurs contre toute éventuelle surpression pouvant être nuisible.
Enfin, selon l'invention,des moyens sont également prévus pour provoquer la mise en rotation des organes moteurs dans le cas où le flux d'air est insuffisant pour déterminer le démarrage ainsi que pour déterminer la régulation du mouvement de rotation des dits organes moteurs.
Le dessin annexé à titre indicatif pour permettre de donner une description détaillée de l'invention illustre sous une forme schématique différents modes de réalisation de celle-ci. La figure 1 représente en élévation et coupe partielle une vue d'ensemble d'une station en forme de colonne conforme à l'invention ainsi que les éléments constitutifs inclus dans celle-ci.
Les figures 2 et 3 sont des vues en plan respectivement de la partie supérieure et de la partie inférieure de la station.
Les figures 4, 5 et 6 représentent différentes formes de volets dont la colonne peut être pourvue.
La figure 7 représente de manière plus détaillée le montage des organes moteurs.
Les figures 8 et 9 sont des vues en plan aux niveaux de la figure 7 précisés par des traits mixtes.
Les figures 10 à 12 représentent des moyens de mise en rotation des organes moteurs indépendants de l'action du vent.
La figure 13 représente un mode de réalisation de la station en forme de colonne creuse dont la structure est métallique.
La figure 1 4 est une coupe schématique en plan suivant a-a de la figure 13.
La figure 15 représente schématiquement des moyens de haubannage de la station.
Les figures 16 et 17 représentent respectivement enélévation et en plan un dispositif permettant d'obtenir la mise en rotation des organes moteurs lorsque le vent est insuffisant pour déterminer le démarrage,auquel est associé un volant régulateur.
La figure 18 représente les deux positions que peut occuper une hélice :repos ou "drapeau" (entraits pleins) et travail (en traits interrompus.
La figure 19 représente un dispositif comprenant le volant régulateur visible sur la figure 16 appliqué à un organe moteur tel que 6 figure 7.
Les figures 20 et 2ι sont des vues en plan à des niveaux différents des éléments régulateurs représentés sur la figure 19.
Sur la vue d'ensemble que représente la figure 1, les flèches indiquent le sens de circulation du flux d'air à l'intérieur de la station constituée par la colonne 1. Dans cet exemple, les parties supérieure et inférieure de la colonne ont une forme hexagonale. il est bien évident qu'elles pourraient tout aussi bien être cylindriques et que le nombre de côtés du polygone pourrait être différent de six et quelconque.
On décrira cette figure 1 en énumérant les différentes parties constitutives du sommet vers la base de la colonne représentée.
La référence 9 désigne l'enceinte de captation du vent, pourvue sur tout son pourtour de volets intérieurs 10 articulés de manière à s'ouvrir vers l'intérieur, condition dont l'utilité sera précisée par la suite.
Au-dessous de l'enceinte de captation est située une enceinte ou gaîne de transfert 12 sur le pourtour de laquelle, à la partie supérieure, sont disposés des volets de sécurité 3 dont la fonction sera également précisée par la suite.
Cette enceinte 12 inclut les organes moteurs. Dans cet exemple, ces organes sont constitués par une pluralité d'hélices 6 superposées. Ces hélices reposent respectivement sur des portées à billes 4 portant ellesmêmes sur des entretoises 15 fixées sur la chambre 12. Les entretoises 15 sont profilées de manière à opposer une résistance infime au mouvement du flux.
Dans cet exemple, trois hélices actionnent respectivement des arbres de transmission concentriques. L'hélice supérieure est solidaire de l'arbre central 7, tandis que les hélices des étages inférieurs sont respectivement solidaires chacune d'un arbre tubulaire 20a et 20b.
Les arbres précités 7, 20a et 20b actionnent respectivement chacun un moyen d'utilisation 8. Ces derniers sont représentés schématiquement car ils n'entrent pas dans le cadre de l'invention.
L'enceinte de transfert 12 est en communication avec l'enceinte d'évacuation 16 dont le pourtour extérieur est pourvu de volets 11 articulés de manière à s'ouvrir vers l'extérieur.
On se référera aux figures 1 et 7 pour la description des différents moyens supports des hélices. Dans cet exemple, l'hélice supérieure 6 (non représentée sur la figure 7) est fixée sur l'arbre central 7. Elle est solidaire de la partie supérieure de la portée à billes centrale 4 dont la partie inférieure est solidaire de l' entretoise 15. L'hélice médiane 6' est solidaire de la cage d'un roulement à aiguilles 18' dont le moyeu est solidaire de l'ar bre central 7. Cette cage est solidaire de la partie supérieure de la portée à billes 4 ', elle-même solidaire de l'arbre tubulaire 20a. L'hélice inférieure 6" est solidaire de la cage d'un roulement 18" dont le moyeu est solidaire de l'arbre tubulaire intérieur 20a actionné par l'hélice médiane 6'. La cage de ce roulement 18" est solidaire de la partie supérieure de la portée à billes 4", elle-même rendue solidaire de l'arbre tubulaire extérieur 20b. Comme représenté sur la figure, la partie inférieure des portées à billes 4, 4 ' et 4" est solidaire respectivement de chacune des entretoises fixes correspondantes 15,15' et 15".
De la disposition qui vient d'être indiquée il résulte que les régimes de rotation respectifs des hélices, et par conséquent des moyens d'utilisation correspondants 8, sont rigoureusement indépendants, ce qui dans la pratique peut présenter de nombreux avantages.
On rappelle que les parties désignées par les références 8 sont absolument schématiques et peuvent être aussi bien des moyens d'utilisation que des organes de transmission d'un mouvement réducteur aussi bien que multiplicateur, les dits moyens d'utilisation pouvant être placés en tous points appropriés.
On décrira maintenant une disposition particulière relative à des moyens supports des extrémités des hélices. Pour chacune de ces dernières et à leur niveau est prévue une piste circulaire étanche 14 pourvue d'un chemin de roulement tel que métallique 31. Des axes 17 solidaires respectivement de chacune des pales, disposés dans le prolongement de ces dernières, portent sur le palier 19 d'un chariot 5 pourvu d'organes de roulement-tels que des galets à billes, portant eux-mêmes sur le chemin de roulement 31.
Suivant une particularité intéressante de l'invention, les moyens supports disposés à l'extrémité des pales qui viennent d'être décrits peuvent comprendre des moyens de propulsion tels que moteurs électriques ayant pour fonction d'assurer la mise en rotation des hélices dans le cas où l'action du flux d'air est insuffisante pour provoquer le démarrage. La référence 22 figure 8 désigne leur emplacement sous une forme générale.
Les figures 10 et 11 représentent un chariot moteur comprenant un galet tracteur 24 circulant dans la piste en forme de gorge 14 et portant l'axe 17 en son centre. Le moteur 23 entraîne le chariot par l'intermédiaire d'un relais 25 à chaîne ou courroie trapézoïdale. Un galet à billes 27 assure la stabilité de l'ensemble. L'alimentation en courant est assurée par le chemin de roulement métallique 31 et un second chemin de roulement métallique 32 de fond de gorge 14 reliés à la source d'alimentation, sur lesquels des frotteurs 33 assurent le contact.
On peut utiliser le moteur linéaire en plaçant l'induit à la place du moteur 23, celui-ci se mouvant sur l'inducteur 31 qui se substitue au chemin de roulement 31 et reçoit le premier contact, le second étant établi par trolley 32 placé au fond de la gorge 14 et frotteurs 33; les galets 2 5 et 27, alors tous à billes, chevauchant l'inducteur 31.
Les propulseurs de démarrage 22 n'ayant une fonction utile que dans le cas de vent faible, un système simple d'entraînement du démarrage peut être utilisé pour libérer les organes moteurs 6 à leur extrémité 17, du poids mort des chariots propulseurs quand ils ne sont pas en service, ces derniers étant placés en retrait des galets à billes 5 de bout de pale et munis de cliquets genre roue libre agissant dans le sens de propulsion et entraînant les pales par l'extrémité des axes 17 prévus plus longs à cet effet.
La figure 12 représente une variante de réalisation des moyens de proprlsion. Suivant cette disposition un moteur 23 portant l'axe 17 est placé à l'intérieur de la pale d'hélice 30 sur des entretoises 29. Ce moteur entraîne le galet 24 qui, à son tour, entraîne dans son mouvement de rotation la pale d'hélice 30.
L'alimentation en courant du ou des moteur/s et moyens de propulsion peut être commandée automatiquement par tout moyen connu approprié tel qu'anémomètre à contacts, tandis que l'interruption peut en être obtenue automatiquement lorsque le vent entraîne le ou les organes moteurs 6 à la vitesse prévue,par exemple au moyen d'un comptetours enregistrant la vitesse de rotation de l'organe moteur.
On décrira maintenant le fonctionnement d'une telle station.
Il a été indiqué que les volets 10 dont l'enceinte de captation 9 est pourvue s'ouvrent vers l'intérieur. Dans ces conditions, ceux des volets exposés au vent subissent l'effet de ce dernier et s'ouvrent, laissant passage au flux d'air suivant le sens des flèches de la figure 1. En effet, à l'inverse des volets exposés au vent, tous les autres sont appliqués sur leur siège par lz pression engendrée dans l'enceinte 9. On comprend de toute évidence que le flux précité actionne les organes moteurs constitués dans cet exemple par des hélices, au nombre de trois. Nombre qui peut, suivant les cas, être augmenté ou diminué.
Après cette action motrice, le flux d'air dont la pression est considérablement réduite est dirigée vers l'enceinte d'évacuation 16 dont les volets 11 situés sous le vent permettent l'évacuation, tandis que les volets exposés au vent (à gauche sur la figure) sont maintenus fermés par la pression.
Ainsi qu'il a été indiqué,des volets 3 formant clapets de sécurité sont disposés à la périphérie de l'enceinte de transfert 12 ainsi qu'au sommet la de la colonne 1 dans cet exemple. Ces clapets sont tarés de manière connue à la pression voulue, aussi bien par réssort 21 (fig.l) que par masse (fig.6). Ainsi, toute surpression éventuelle pouvant être nuisible aux organes moteurs entre autres est rendue impossible.
Le volet représenté sur la figure 4 est articulé autour d'un axe horizontal disposé de manière à diviser la surface totale de chacun des, dits volets en deux parties, la surface de la partie située au-dessus du dit axe étant inférieure à celle de la partie située au-dessous (tels que les volets 10, figure 1).
Sur la figure 5 est représenté un volet articulé autour d'un axe horizontal placé à la partie supérieure(tel que 11, figures 1 et 3).
La figure 6 représente un volet articulé dans les mêmes conditions,mais pourvu d'une masse afin de former clapet de sécurité. Il est évident qu'on pourrait également utiliser des volets articulés autour d'un axe vertical en haut et en bas du volet, avec butée limitant la course de battement avant la position perpendiculaire au flux du vent.
Les volets utilisés,quel qu'en soit le type, peuvent en tout ou partie être réalisés en toutes matières quelconques appropriées telles que métallique, tôle avec axage et renforts, matières plastiques renforcées opaques ou transparentes, matière plastique sur cadrages, armatures ou grillages.
Ces volets peuvent en outre être pourvus de ressorts et amortisseurs avec course libre en début d'ouverture et de fermeture, de manière à interdire un brusque rabattement des volets sous l'effet des saccades de vent.
La station est favorablement complétée par des ailettes verticales et auvents disposés sur le pourtour de la colonne au niveau de l'enceinte de captation 9 et de l'enceinte d'évacuation 16 , ces ailettes étant situées aux arêtes lorsque ces enceintes sont de forme polygonale.
Cet ensemble désigné par la référence 13 forme un efficace guide-vent. Les ailettes sont réparties à la périphérie de la colonne à des intervalles angulaires prédéterminés lorsque les enceintes sont de forme cylindrique.
En outre, un moyen déviateur,désigné par les références 34 et 35 ( figure 7) peut être disposé au centre de la colonne, coiffant les éléments centraux. Ce moyen dévia teur détermine ainsi une surpression du flux d'air, le dirigeant vers les parties extérieures des organes moteurs, parties les plus efficaces, et il en résulte une très importante amélioration du rendement.
La structure s 'une station tel qu'il vient d'être décrit peut être aussi bien entièrement que partiellement métallique, réalisée en béton précontraint ou autre, ou en une maçonnerie classique. Dans cet ordre d'idée, on décrira maintenant au moyen des figures 13 et 14 une colonne dont la structure est métallique. Sur ces figures, la structure est constituée par des éléments en forme d'ailettes 36 solidaires de ceintures principales formant auvents, dont deux sont désignées par la référence 37a, et de ceintures secondaires formant également auvents, dont deux sont désignées par la référence 37b. Ces dernières ceintures peuvent avantageusement constituer supports des articulations des volets.
La référence 55 désigne des moyens d'accrochage extérieurs prévus aux fins de fixation de haubans.
On décrira maintenant en se référant aux figures 16 et 17 un autre dispositif permettant d'obtenir la mise en rotation des organes moteurs lorsque la seule action directe du vent sur ces derniers est insuffisante.
Suivant le mode de réalisation représenté sur ces figures, dans l'enceinte de transfert 12 est inclus un tronc de cône inverse creux 38 en liaison de conduit avec les tubes 39 à une extrémité desquels sont disposées les pales d'hélice 40 constituant organes moteurs, ici creux.
Dans cet exemple, le cône 38 est situé à l'intérieur du moyen déflecteur 34- 35 schématisé sur la figure 7. Cet ensemble ainsi que des moyens régulateurs de rotation qui seront décrits ultérieurement reposent sur une entretoise 15 conforme à ce qui a été indiqué dans la description relative aux figures 1 et 7. Suivant cette réalisation l'arbre de transmission 7 solidaire des tubes 39 et des pales d'hélice 40 est également creux. Conformément à ce qui a été décrit plus haut,les pales d'hélice 40 sont pourvues, on le rappelle, d'axes 17 dont le rôle a déjà été défini. Les extrémités des pales d'hélice 40 sont pourvues d'une tuyère 41. Chacune des pales peut pivoter axialement autour de paliers supports 52, verrouillable en 54, les parois des tubes 39 formant complémentairement également paliers supports des pales d'hélice, directement ou par l'intermédiaire de roulements interposés.
Ainsi, le flux d'air pénétrant dans le tronc de cône 38 passe ensuite dans les tubes 39 et les pales 40 pour s'échapper par les tuyères 41. En raison de la forme donnée aux tuyères cette action du flux d'air provoque un pivotement suivant leur axe des pales d'hélice 40 qui prennent ainsi la position représentée sur les figures 17 et 18. Il en résulte par effet de réaction la mise en rotation des pales dans le sens indiqué par les flèches F.
Suivant une variante de réalisation non représentée, le flux d'air en provenance du cône 38 peut être transmis aux tuyères par l'intermédiaire de tubes extérieurs solidaires de chaque pale d'hélice et liés aérodinamiquement à celles-ci.
La figure 18 qui est une vue de détail, représente une pale d'hélice 40 en position de repos ou "drapeau" traits pleins) et en position travail (traits interrompus). Sur cette figure, les références 43, 44 et 45 désignent respectivement la butée d'arrêt de la pale d'hélice en position travail, le ressort de rappel déterminant le retour de la pale d'hélice en position repos (ou drapeau) et la butée: correspondant à cette dernière position.
Dans les exemples représentés sur les figures 16, 18, 19 à 21, les organes moteurs sont pourvus d'un volant régulateur du mouvement de rotation rendu solidaire de ceux-ci au moyen d'un embrayage centrifuge. Le volant régulateur, de forme annulaire, est désigné par la référence 46. Ce volant porte sur des supports constitués par des dès 47 par l'intermédiaire de billes 48. Des guides de sécurité 56 peuvent être adjoints au volant 46.
Intérieurement à la masse annulaire 46 sont disposés sur un support 51 solidaire de l'arbre de transmission 7 des masselottes 50 rappelées respectivement par des ressorts 49.
Dans l'exemple représenté sur les figures 20 et 21, les masselottes sont au nombre de six et disposées pour agir en deux temps par groupe de trois. On comprend ainsi que lors de la mise en rotation de l'arbre de transmission 7, l'action centrifuge s'exerce d'abord sur un groupe de masselottes tel que représenté figure 20 et ensuite sur l'autre groupe de masselottes , déterminant ainsi un embrayage en deux temps particulièrement favorable pour pallier aux saccades de vent
Dans l'exemple représenté figure 16 il a été indiqué que l'arbre de transmission 7 est creux afin que le flux d'air puisse éventuellement agir sur d'autres organes moteurs, ceux-ci étant disposés en superposition. Dans le cas d'utilisation d'un seul organe moteur, l'arbre tubulaire 7 peut être obturé comme indiqué en 53.
La figure 19 représente une disposition comprenant un volet régulateur mais dépourvu du dispositif de démarrage conforme aux figures 16 et 17.
Aux dispositifs à masselottes pourrait être substitué un embrayage magnétique commandé au moyen soit d'un anémomètre, soit d'un compte-tours, pour déterminer le fonctionnement soit en fonction du vent, soit en fonction du régime de rotation.
Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aix modes de réalisations décrits et que toutes variantes pourront être apportées concernant entre autres la forme et le nombre des éléments constitutifs sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Station fixe de captation des vents, prévue pour l'utilisation de l'énergie produite par ces derniers quelle qu'en soit la direction, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une construction en forme générale de colonne creuse comprenant en superposition comme énuméré ci-après, du sommet à la base : une enceinte de captation; une enceinte de transfert formant conduit de transmission, cette enceinte incluant des organes moteurs tels qu'hélices et aubes, mobiles en rotation autour d'un axe vertical et en liaison avec les éléments d'utilisation; une enceinte d'évacuation; la dite enceinte de captation étant pourvue sur son pourtour intérieur de volets articulés de manière à s'ouvrir vers l'intérieur, de telle sorte que les dits volets exposés au vent forment clapets d'admission à l'intérieur de la dite enceinte, tandis que tous les autres sont maintenus automatiquement fermés par la pression de l'air introduit, lequel est alors dirigé successivement vers la dite enceinte de transfert incluant les organes moteurs et, après action motrice, vers la dite enceinte d'évacuation, laquelle est à cet effet pourvue, sur son pourtour extérieur, de volets articulés de manière à s'ouvrir vers l'extérieur, de telle sorte que ceux des dits volets situés sous le vent forment clapets d'échappement sous l'effet de la pression résiduelle de l'air inclus, tandis que ceux exposés au vent extérieur sont alors maintenus fermés.
2. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que la colonne creuse est de forme polygonale, les arêtes du polygone étant pourvues d'ailettes verticales, tandis que des auvents sont disposés aux parties supérieure et inférieure respectivement de l'enceinte de captation et de l'enceinte d'évacuation de manière à former guide-vent.
3. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que la colonne est de forme cylindrique ,les enceintes de captation et d'évacuation étant pourvues d'auvents disposés respectivement à leur partie supérieure et inférieure, tandis que des ailettes verticales sont réparties à la périphérie de la dite colonne, séparées par des intervalles prédéterminés, de manière que les dits auvents et les dites ailettes forment guide-vent.
4. Station selon les revendications 1,2, 3 ,caractérisée en ce que la structure de la construction en forme de colonne creuse est métallique, formée par des ailettes et auvents eux-mêmes reliés par une pluralité de ceintures horizontales, des parties en saillie des dites ceintures étant prévues pour former supports des articulations des volets.
5. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que des clapets de sécurité sont prévus pour interdire toute surpression pouvant être nuisible,notamment aux organes moteurs, les dits clapets étant constitués par des éléments tels que des volets s'ouvrant vers l'extérieur et tarés par tous moyens connus tels que masses aussi bien que ressorts, les dits volets étant disposés en des points tels qu'à la périphérie de l'enceinte de transfert aussi bien qu'à la partie supérieure de l'enceinte de captation.
6. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que les volets sont articulés autour d'un axe horizontal disposé de manière à diviser la surface totale de chacun des dits volets en deux parties, la surface de la partie située au-dessus du dit axe étant inférieure à celle de la partie située au-dessous.
7. Station selon la revendication 1,caractérisée en ce que les organes moteurs sont constitués par une pluralité de moyens tels qu'hélices et aubes, disposés en superposition et actionnant respectivement des moyens de transmission indépendants, les dits moyens de transmission comprenant un arbre central et des arbres tubulaires concentriques au dit arbre central.
8. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes moteurs tels qu'élices et aubes sont pourvus à leur extrémité excentrique de moyens supports rotatifs tels que des galets portant sur un chemin de roulement circulaire disposé à la périphérie de la colomee au niveau de l'organe moteur considéré.
9. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que des moyens déviateurs sont disposés longitudinalement au centre de la colonne afin de diriger le flux d'air' vers les extrémités excentriques des organes moteurs tels qu'hélices et aubes, de manière à augmenter l'efficacité de l'action du dit flux.
10. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce que des moyens tels que des moteurs électriques sont solidaires des extrémités excentriques des organes moteurs et logés dans un chemin circulaire disposé à la périphérie de la colonne au niveau des dits organes mo moteurs, les dits moteurs électriques étant pourvus d'organes de roulement et d'alimentation en courant tels que des galets et frotteurs, de manière à assurer la mise en rotation des dits organes moteurs de la station lorsque l'action du flux d'air est insuffisante pour provoquer le démarrage.
11. Station selon la revendication 10, caractérisée en ce que des moyens interrupteurs de courant asservis au mouvement de rotation des organes moteurs sont prévus pour supprimer l'alimentation des moteurs électriques dès que le dit mouvement de rotation est assuré par l'action du flux d'air.
12. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un dispositif prévu pour assurer la mise en rotation des organes moteurs constitués par des hélices lorsque l'action directe du vent sur les pales est insuffisante pour déterminer le démarrage, le dit dispositif comprenant un tronc de cône creux placé dans l'enceinte de transfert et dont la petite base formant la partie inférieure est en liaison de conduit avec un arbre de transmission creux solidaire des dites hélices, elles-mêmes creuses, pour être en liaison de conduit avec le dit arbre et percées à leurs extrémités excentriques de tuyères orientées de telle sorte que le flux d'air en passant par les dits troncs de cône et arbre creux pénètre ensuite dans les dites hélices pour s'é- chapper par les dites tuyères en provoquant par réaction la mise en rotation requise.
13. Station selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un volant régulateur est prévu pour être rendu solidaire d'un organe moteur au moyen d'un embrayage centrifuge interposé entre le dit volant et le dit organe, la solidarisation étant subordonnée à la mise en action du dit embrayage, la dite mise en action étant fonction du régime de rotation.
14. Station selon la revendication 13, caractérisé en ce que le volant régulateur est constitué par une masse annulaire au centre de laquelle sont disposées des masselottes rappelées par des ressorts et montées sur un support solidaire de l'organe moteur, l'ensemble constitué par les dites masse annulaire et masselottes étant placé concentriquement et sous l'organe moteur.
15. Station selon la revendication 13, caractérisé en ce que le volant régulateur est rendu solidaire de l'organe moteur au moyen d'un embrayage magnétique' commandé aussi bien au moyen d'un anémomètre que d'un compte-tours, pour déterminer le fonctionnement soit en fonction du vent, soit en fonction du régime de rotation.
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