WO2013190243A2 - Eolienne a axe de rotation vertical comportant des bras porteurs articules en rotation dans un plan vertical - Google Patents

Eolienne a axe de rotation vertical comportant des bras porteurs articules en rotation dans un plan vertical Download PDF

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WO2013190243A2
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rotor
rotation
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support arm
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Charles SARRAZIN
Sébastien DAMAGEUX
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Sarrazin Charles
Damageux Sebastien
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    • 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
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • 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
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
    • F05B2240/312—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape capable of being reefed
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    • 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
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Definitions

  • the present invention relates to the field of wind turbines with vertical axis of rotation, which can be implanted on land or on water.
  • Wind turbines with vertical axis of rotation are known today, and there are many different structures such as those described for example in the following publications: French patent application FR 2 91 1 929, German Patent Application DE 199 50 103, British Patent Application GB 2,175,350, US Patents 4,355,956 and US 8,038,383.
  • the vertical axis wind turbines have in common to include a rotor with a vertical axis of rotation, supporting sails for rotating the rotor under the effect of wind.
  • the rotor can be mounted on a base firmly anchored to the ground (so-called onshore wind turbine) or be mounted on a base floating on the water and securely moored to the bottom of the water (offshore wind turbine).
  • the sails may be flexible and rollable webs or be rigid elements, blades type.
  • the present invention aims to propose a new wind turbine with vertical axis of rotation, comprising a semi-rigid structure that can be provided with large sails promoting energy efficiency, and which can nevertheless withstand high wind speeds.
  • Another object of the invention is to propose a new wind turbine with vertical axis of rotation, comprising a semi-rigid structure whose design allows a weight reduction of the wind turbine while allowing the wind turbine to withstand wind speeds. high winds.
  • Another subsidiary objective of the invention is to propose a new wind turbine with vertical axis of rotation, which may be large, but whose assembly operations are simplified.
  • the invention thus relates to a wind turbine which comprises a rotor with a vertical axis of rotation and supporting webs for rotating the rotor under the effect of wind.
  • said wind turbine comprises a plurality of support arms, which are distributed on the periphery of the rotor, which are inclined upwardly and outwardly of the rotor, and which at their base are articulated in rotation in a relative vertical plane rotor;
  • the sails are carried by the support arms and each support arm is individually adapted to pivot in a vertical plane over a limited angular range.
  • a sail is used in its widest acceptance, and refers to any element or set of elements that provides a sufficient wind-holding area (sails) to allow rotation of the rotor of the rotor. wind turbine under the effect of wind propulsion.
  • a sail may therefore comprise at least one flexible web capable of forming a wing being stretched on a rigging-type support, or may comprise at least one rigid blade whose surface forms a wing.
  • wind turbine of the invention may also comprise the following additional and optional features, taken separately or in combination with each other:
  • Each sail connects and is carried by two neighboring carrying arms.
  • each support arm (5) can individually rotate in a vertical plane, to the bottom and the outside of the rotor, to a low angular position in which the support arm is inclined upwards relative to the horizontal of a minimum angle ( ⁇ ).
  • Said first means connect the carrying arms together and make it possible to limit the rotation in a vertical plane, downwards and outside the rotor, of the support arms relative to one another.
  • Said first means comprise a connection, and more particularly at least one cable, connecting each carrier arm to its two adjacent carrying arms.
  • It comprises second means making it possible to limit the rotation in a vertical plane of each carrier arm upwards and inside the rotor, so that each carrying arm can individually rotate in rotation in a vertical plane, upwards and inwards of the rotor, to a maximum angular position in which the support arm is inclined upwards with respect to the horizontal by a maximum angle (Bmax) .
  • Said second means comprise for each support arm, a cable stretched between the support arm and an anchor point on the rotor below the level of the axis of rotation of the arm on the rotor.
  • Each sail is articulated in rotation relative to the two support arms which support it, so as to allow said rotation in a vertical plane of the carrier arms downwards or upwards.
  • the wind turbine is free of central carrier mast.
  • Each sail has a substantially vertical wing.
  • Each sail has a sway orientable with respect to the wind.
  • each support arm has on each support arm at least one listening rail that guides the steerable sail.
  • Said listening rail carried by a support arm can rotate in a vertical plane relative to said support arm.
  • Said listening rail is bent in the form of a circular arc.
  • Each sail comprises a web forming a windable or rollable wing so as to adjust the sail surface.
  • Said means for adjusting the tension of each sail are at least partly housed inside the rotor and / or at least partly within each carrier arm.
  • Each sail has a lower wing and an upper wing.
  • the sail comprises two upper and lower masts, which are inclined, whose bases are fixed a carrying arm, and whose masts are braced with each other, each inclined mast carrying a strut on which is assembled a canvas forming a wing.
  • FIG. 1 is a schematic top view of a wind turbine according to the invention.
  • FIG. 2 is a side view of the rotor of the wind turbine of Figure 1 mounted on a fixed bearing structure anchored in the ground.
  • FIG. 3 is a detailed view of the rotor base of the wind turbine of FIG. 2 and of the upper part of the fixed support structure of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a side view of the wind turbine of Figure 1, showing only one of the carrier arms of the wind turbine and a single sail, the fixed bearing structure supporting the rotor is also not shown.
  • FIG. 5 is a top view of the wind turbine of Figure 1, without the sails and without the bent listening rails for the orientation of the sails relative to the wind.
  • FIG. 6 is a side view of a sail, double wing.
  • FIG. 7 is an enlargement of the sail portion of Figure 6 referenced A in Figure 6.
  • FIG. 8 is an enlargement of the sail portion of Figure 6 referenced B in Figure 6.
  • FIG. 9 is an enlargement of the sail portion of Figure 6 referenced C in Figure 6.
  • - Figure 10 is an enlargement of the sail portion of Figure 6 referenced D in Figure 6.
  • - Figure 1 1 is an enlargement, in plan view, of a limited area of the wind turbine of Figure 1, at two adjacent carrying arms, the sail is not shown.
  • FIG. 12 is a diagram of a bent listening rail and the return pulley of the listening cable of a sail guided in the listening rail.
  • FIG. 13 schematically represents an example of means for adjusting the tension of a sail.
  • the wind turbine 1 comprises a central rotating hub 2, for example made of steel which forms a rotor, which is carried by a fixed structure 3 firmly anchored in the ground S, and which, under the effects of wind, can be rotated about a vertical central axis of rotation 2a relative to the fixed structure 3, thanks to a set of webs 4 forming surfaces wind catch.
  • the carrier structure 3 could be a floating structure on the water and securely moored to the bottom of the water.
  • the rotor 2 is rotatably supported about the vertical central axis 2a by the carrier structure 3, by means of a bearing ring (not shown), with internal or external teeth, which is fixed to the base 20 of the rotor and which allows rotation of the rotor 2 relative to the carrier structure 3 about the vertical central axis 2a. More particularly, with reference to FIGS. 2 and 3, the rotor 2 is also guided in rotation on a rolling surface 30 of the carrier structure 3, by means of rollers 22 fixed at the base 20 of the rotor 2 A protective ring 31 is further provided on the structure 3 so as to protect the rollers 22.
  • the internal or external toothing of said ring gear at the base 20 of the rotor 2 meshes with one or more gears, so as to allow a transmission of the torques of forces of the rotor 2, and to drive at least one motor shaft with, if necessary, a reduction or multiplication of speed between the rotor 2 and the shaft motor driven by the rotor 2.
  • the motor shaft is for example coupled to at least one electricity generator, for example of the type alternator, so as to transform the wind energy aeraulic in the sails 4 exploitable electric current.
  • each support arm 5 has a longitudinal axis 5a, for example made of steel, which are fixed at the level of the upper part. of the rotor 2, being distributed tangentially or not on the periphery of the rotor 2, and which are inclined upwardly and outwardly of the rotor 2.
  • the base 50 (FIG. 4) of each support arm 5 is articulated in rotation ( horizontal axis of rotation 5b) in a vertical plane (X, Z) with respect to the rotor 2.
  • Each sail 4 mechanically connects and is supported by two adjacent support arms 5, and each support arm 5 can pivot individually in a vertical plane on a limited angular range, for example and preferably on an angular range ( ⁇ ; Bmax) of about 6 °.
  • the wind turbine 1 comprises six support arms 5 and four webs 4. This particular number of support arms 5 and webs 4 is however not limiting of the invention, the wind turbine which, depending on its dimensions, may have a larger or smaller number of carrying arms and sails.
  • each support arm 5 is guyed by means of a steel cable 6, which is stretched between the upper end 5c of the arm 5 and a fixed anchoring point 6a. on the rotor, below the level of the axis of rotation 5b of the arm 5 on the rotor.
  • This cable 6 makes it possible to limit and dampen the rotation in a vertical plane (X, Z) of the carrier arm 5 towards the top and inside of the rotor (arrow F), so that the arm 5 can individually pivot in rotation in a vertical plane (X, Z), upwards and inside the rotor 2, and independently of the other carrying arms 5, up to a maximum angular position in which the support arm 5 is inclined upwards with respect to the horizontal by a maximum angle of the order of 55 ° (9max).
  • This cable 6 can be replaced by any other equivalent means fulfilling the same function.
  • the cable 6 could for example be replaced by a jack or any connection allowing elongation or retraction.
  • each support arm 5 is fixed rigidly, for example by welding or assembly, a frame 7 with a welded tubular structure. These frames 7 allow the mounting on the arms 5 of the rigging of the sails 4.
  • Each carrier arm 5 is connected to its two neighboring carrier arms 5 by means of at least one cable 8, and in this case by means of two internal and external cables 8, which each form a closed loop, and which are tensioned on rollers 8a of return fixed on the frames 7 of the carrier poles 5.
  • This inter-arm link cable (s) 8 between neighboring carrier arms 5 allows to limit the rotation in a vertical plane (X, Z), downwards and the outside of the rotor (FIG. 4 - arrow G), arms 5 relative to each other, while allowing each inclined support arm 5 to pivot individually in rotation (FIG. 4 - arrow F) upwards in a plane vertical (X, Z).
  • one of the support arms 5 can thus pivot individually as far as possible to a low angular position, in which the support arm is inclined upwards with respect to the horizontal by a minimum angle ( ⁇ ) .
  • This low position is reached when conversely the carrier arm 5 which is diametrically opposed to it is in the high position, the other carrying arms 5 being able to be in intermediate inclined positions between their high and low positions.
  • the carrying arm 5 is shown in an equilibrium position, which is the one occupied by all the carrying arms 5 in the absence of wind.
  • This equilibrium position is not necessarily a median position with respect to the high and low positions.
  • the angles a and ⁇ formed by the longitudinal axis 5a of the arm (in equilibrium position without wind) with respectively the low position ( ⁇ ) and the high position (Onnax) can in the realization be different or equal.
  • the angle a will be less than the angle ⁇ .
  • the angle ⁇ characterizing the low position may preferably be between 10 ° and 60; the angle Omax characterizing the high position may preferably be between 30 ° and 90 °
  • the maximum angular movement of the arm (Omax-Omin) may preferably be between 4 ° and 10 °.
  • the angle ⁇ between the horizontal and the longitudinal axis 5a of the arm in equilibrium position without wind is preferably of the order of 40 ° to 50 °.
  • each sail 4 comprises an upper wing 40a and a lower wing 40b, which are positioned substantially vertically, and which form on either side a wind catching surface.
  • Each sail 4 double wing is mounted on a fixed rigging portion 41, which comprises an upper mast 410a for the upper wing 40a, and an upper mast 410b for the lower wing 4b.
  • each upper mast 410a consists of a rigid assembly of rigid elements 41 1 forming an inverted V
  • each lower mast 410b is constituted by a rigid assembly of rigid elements 41 1b forming a V.
  • the base 413a, 413b of the masts 410a 410b is welded to a cross member 70 of the rear frame 7 (FIG. 8), and is thus fixed rigidly to the end of a support arm 5.
  • the longitudinal axis of the masts 410a, 410b is inclined, towards the rear of the sail, with respect to the vertical of a fixed angle ((FIG. 6) less than 45 °, and for example of the order of 20 ° .
  • the two lower 410b and upper 410a masts are braced together by means of at least one cable 414 which is stretched between the head 412a of the upper mast 410a and the head 412b of the lower mast 410b.
  • the cable tension 414 is adjustable and the cable 414 makes it possible to compress the two mats 410a and 410b and stiffen the assembly of the masts with the chassis 7.
  • Each sail 4 also includes a mobile rigging part 42 comprising:
  • a winding tube which forms an upper winder 420a, which is mounted between the head 410a of the upper mast 410a and a front piece 422 ( Figure 7) integral with a frame 7 carried by the neighboring carrying arm 5, and on which is wholly or partly wound up an upper triangular web 400a forming an upper wing 40a of variable surface (depending on the winding of the fabric);
  • a lower reel tube which forms a lower reel-winder 420b, which is mounted between the head 412b of the lower mat 410b and the front piece 422 above, on which is wound in part a lower triangular web 400b forming an upper surface wing 40b variable (depending on the winding of the canvas).
  • the fabrics 400a and 400b are constituted by any windable element for forming a wing.
  • Each fabric 400a, 400b may for example, but not limited to the invention, be a PVC coated polyester fabric.
  • Each canvas can also integrate or carry photovoltaic cells for the production of solar electric energy.
  • the mobile rigging part 42 also comprises at least one cable or upper rope 424a, with a listening function, which makes it possible to tension the upper cloth 400a or not with respect to the winding strut. 420a and to adjust the orientation (the angle of incidence) of the fabric 400a with respect to the direction of the wind, and at least one cable or lower rope 424b, with a listening function, which makes it possible to put in tension or not the lower fabric 400b with respect to the winder 420b and adjust the orientation of the lower fabric 400b with respect to the wind direction.
  • Each listening cable 424a, 424b is attached at a front end to the workpiece 422 and is guided by a rear return pulley 425a, 425b ( Figure 8).
  • Each return pulley 425a, 425b is movable and guided along a listening rail 426a, 426b curved in an arc in a horizontal plane.
  • Each listening rail 426a, 426b is also pivotally mounted in a plane vertical relative to the frame 7 rear about an axis of rotation 426a ( Figure 8). More particularly, for its guidance along the listening rail, each return pulley 425a, 425b is fixed by a connecting plate 427 ( Figures 8 and 12) to a bearing axis 428 which is mounted on ball bearings 429, and which is housed inside the listening rail 426a, 426b.
  • This bearing axle 428 allows a guided rolling of the associated return pulley 425a or 425b along the corresponding curved listening rail 426a or 426b, and thus a modification of the orientation of the blade under the effects of the changes of direction of the wind of an amplitude varying according to the tension applied on the wing.
  • the front piece 422 forms a roller block carrying a motor M (FIG. 7), which is rotatably coupled to gears 423a and 423b, and which makes it possible to simultaneously drive the two tubes in rotation on themselves and bidirectionally.
  • upper and lower winding 420a 420b to allow the winding or unwinding of the upper fabric 400a and the lower fabric 400b.
  • the winding or the unwinding of the upper fabric 400a and the lower fabric 400b makes it possible to adjust the wind-catching surface of the fabrics 400a and 400b, and thus to adapt the blade, in particular as a function of the wind force, and to adjust the speed of rotation of the wind turbine.
  • This adjustment of the wing by winding or unwinding of the webs 400a, 400b can be automated, and in particular be slaved to the measured wind speed by means of an anemometer.
  • the tension of the wings can be adjusted by a tension control system 9, such as that shown for example schematically in FIG. 13.
  • This tension adjustment system 9 comprises an independent geared motor 90 equipped with a variable speed drive, and actuating a type of "screw nut" 91, so as to raise or lower a connecting piece 92.
  • This tension adjustment system 9 comprises for each sail 4 a muffling system comprising a pulley 93a integral with the connecting piece 92 and a pulley 93b fixed height.
  • a cable 94 is attached at one end to the workpiece 92. This cable is passed successively around the pulleys 93b and 93a, and is passed inside the carrier arm 5 which is hollow.
  • the cable 94 exits at the upper part of the support arm 5, where it divides into several cables 95 (a cable by wire 40a, 400b) of the sail 4.
  • the geared motor 90 makes it possible to raise or lower the connecting piece 92, and thus to simultaneously adjust the tension of the webs 400a, 400b of all webs 4 by means of the cables 95.
  • the tension adjustment system is advantageously housed partly in the rotor 2 (gearmotor 90, screw-nut system 91; connection 92, lower part of the cable 95, pulleys 93a, 93b) and in part (cable portions 94) in the support arms 95.
  • each web 4 could be equipped with its own voltage adjusting means. sail, allowing adjustment of the tension of the wing independently of the other sails.
  • each piece 22, in front of the sail 4 is assembled on a connecting plate 429 and is articulated in rotation relative to the connecting plate 429 about an axis of rotation 422a perpendicular to the connecting plate.
  • the connecting plate 429 is assembled on the frame 7 at the front of the sail 4 by being articulated in rotation with respect to the frame base 7 (and therefore relative to the corresponding support arm 5) around a horizontal axis of rotation. . 429a.
  • the connecting plate 429 is assembled on the frame 7 at the front of the sail 4 rigidly fixed relative to the frame base 7 (and therefore relative to the corresponding carrier arm 5).
  • the sails 4 which are downwind inflate and allow the rotational drive of the rotor 2.
  • the carrying arms 5 of the most exposed sails wind can advantageously rotate in a vertical plane under the effect of wind, which allows to make these sails 4 and reduce their wind-borne surface exposed to the wind, and absorb the forces and shocks without risk of breaking the the structure
  • the structure of the wind turbine which is deformable thanks to the articulated arms in rotation, allows to reduce the forces transmitted to the rotor 2 relative to a rigid structure, and thus reduces the amount of material used and lighten the weight of the wind turbine.
  • the vertical sails 4 carried by the articulated arms 5 may also advantageously be of large size, and be close to the ground, which advantageously makes it possible to reduce the length of the carrying arms 5, while offering a large sail area.
  • the wind turbine 1 is advantageously free of vertical central support mast, so that the wind meets in its passage only the sails 4 which improves the efficiency of the wind turbine and avoids the formation of harmful turbulence.
  • the absence of high vertical central carrier mast also simplifies assembly operations of the wind turbine.
  • the pivoting articulation of the support arms makes it possible during assembly to lower the arms to the ground, to assemble all the wings 4 on the support arms 5 in the lowered position, to connect the support arms between them by the cables 8 and to connect each carrier arm 5 to the rotor 2 by a cable 6 or equivalent, and then only to lift all the support arms 5 and webs 4 by upwardly rotating support arms 5.
  • the assembly operations are simplified and do not require expensive lifting means for the erection of the structure.
  • the wind turbine could however include a central support mast to which the rigging of the sails would be connected.
  • the sail 4 is symmetrical, the canvases 40a and 400b are identical.
  • the webs 4 may not be symmetrical, and include webs 400a and 400b of different sizes or comprise a single fabric.
  • the sails 4 may be replaced by sails having a structure different from that of FIG. 6.
  • the flexible webs 400a, 400b could be replaced by rigid blade sails.
  • a sail 4 could be carried by a single articulated carrier arm or be carried by three or more articulated carrying arms.
  • the invention can also be used to make an offshore wind turbine.
  • the wind turbine of the invention can also be used as a motor, and in particular can also be embedded in a vehicle, and in particular a boat, to allow the vehicle to be propelled.

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Abstract

L'éolienne (1) comporte un rotor (2), à axe de rotation vertical (2a), des voiles (4) pour la mise en rotation du rotor sous l'effet du vent et une pluralité de bras porteurs (5), qui sont répartis sur la périphérie du rotor, qui sont inclinés vers le haut et vers l'extérieur du rotor (2), et qui à leur base (50) sont articulés en rotation dans un plan vertical par rapport au rotor. Les voiles (4) sont portées par les bras porteurs (5). Plus particulièrement chaque voile (4) relie et est portée par deux bras porteurs voisins (5). Chaque bras porteur (5) est apte à pivoter individuellement dans un plan vertical sur une plage angulaire limitée.

Description

EOLIENNE A AXE DE ROTATION VERTICAL COMPORTANT DES BRAS PORTEURS ARTICULES EN ROTATION DANS UN PLAN
VERTICAL
Domaine technique
La présente invention concerne le domaine des éoliennes à axe de rotation vertical, qui peuvent être implantées sur terre ou sur l'eau.
Art antérieur
Les éoliennes à axe de rotation vertical sont connues à ce jour, et il existe de nombreuses structures différentes telles que celle décrites par exemple dans les publications suivantes : demande de brevet français FR 2 91 1 929, demande de brevet allemand DE 199 50 103, demande de brevet anglais GB 2 175 350, brevets américains US 4,355,956 et US 8,038,383. Quelle que soit la structure, les éoliennes à axe de rotation vertical ont pour point commun de comporter un rotor, à axe de rotation vertical, supportant des voiles pour la mise en rotation du rotor sous l'effet du vent. Le rotor peut être monté sur une embase solidement ancré au sol (éolienne dite « onshore ») ou être monté sur une embase flottant sur l'eau et solidement amarrée au fond de l'eau (éolienne dite «offshore»).
Selon le cas, les voiles peuvent être des toiles souples et enroulables ou être des éléments rigides, de type pales.
Lorsque le rotor et les supports de voiles constituent un ensemble rigide, le rotor est soumis sous les effets du vent dans les voiles à des efforts très importants, ce qui limite de manière préjudiciable la taille et le rendement énergétique de ce type d'éolienne.
Pour tenter de pallier ce problème, on a déjà proposé, par exemple dans la demande de brevet allemand DE 199 50 103 ou dans la demande de brevet anglais GB 2 175 350, des éoliennes à axe de rotation vertical et à structure semi-rigide, dans lesquelles les voiles, en l'occurrence des pales rigides, sont fixées sur le rotor en étant articulées en rotation dans un plan vertical par rapport au rotor. Dans ces solutions, la surface des pales reste toutefois limitée et ces éoliennes n'offrent par un rendement énergétique important. En outre, lorsque ces éoliennes comportent un mât central permettant de supporter les pales par l'intermédiaire de câbles en traction ou de vérins, tel que par exemple dans la demande de brevet allemand DE 199 50 103 ou dans la demande de brevet anglais GB 2 175 350 (figures 6 et 7), d'une part la présence de ce mât central qui se trouve sur le passage du vent peut nuire au rendement énergétique de l'éolienne et peut également créer des turbulences aérauliques nuisibles ; d'autre part, l'érection de ce mât central, lors du montage de l'éolienne, complique lesdites opérations de montage, en particulier lorsque la hauteur du mât est importante. Enfin, à la connaissance de la demanderesse, ce type d'éolienne semi rigide à axe vertical n'a jamais été exploité à ce jour.
Objectif de l'invention
La présente invention vise à proposer une nouvelle éolienne à axe de rotation vertical, comportant une structure semi-rigide qui peut être pourvue de voiles de grande taille favorisant le rendement énergétique, et qui peut néanmoins supporter des vitesses de vents élevées.
Un autre objectif de l'invention est de proposer une nouvelle éolienne à axe de rotation vertical, comportant une structure semi-rigide dont la conception permet un allégement du poids de l'éolienne tout en permettant à l'éolienne de résister à des vitesses de vents élevées.
Un autre objectif subsidiaire de l'invention est de proposer une nouvelle éolienne à axe de rotation vertical, qui peut être de grande taille, mais dont les opérations de montage sont simplifiées.
Résumé de l'invention
L'invention a ainsi pour objet une éolienne qui comporte un rotor, à axe de rotation vertical, et supportant des voiles pour la mise en rotation du rotor sous l'effet du vent. De manière caractéristique selon l'invention, ladite éolienne comporte une pluralité de bras porteurs, qui sont répartis sur la périphérie du rotor, qui sont inclinés vers le haut et vers l'extérieur du rotor, et qui à leur base sont articulés en rotation dans un plan vertical par rapport au rotor ; Les voiles sont portées par les bras porteurs et chaque bras porteur est apte individuellement à pivoter dans un plan vertical sur une plage angulaire limitée.
Dans le présent texte, le terme « voile » est utilisé dans son acceptation la plus large, et désigne tout élément ou ensemble d'éléments offrant une surface de prise au vent (voilure) suffisante pour permettre une mise en rotation du rotor de l'éolienne sous l'effet de propulsion du vent. Dans le cadre de l'invention, une voile peut donc comporter au moins une toile souple apte à former une voilure en étant tendue sur un support de type gréement, ou peut comporter au moins une pale rigide dont la surface forme une voilure.
Plus particulièrement, l'éolienne de l'invention peut également comporter les caractéristiques additionnelles et facultatives ci-après, prises isolément ou en combinaison les unes avec les autres :
- Chaque voile relie et est portée par deux bras porteurs voisins.
- Elle comporte des premiers moyens permettant de limiter la rotation dans un plan vertical des bras porteurs vers le bas et l'extérieur du rotor, et de telle sorte que chaque bras porteur (5) peut individuellement pivoter en rotation dans un plan vertical, vers le bas et l'extérieur du rotor, jusqu'à une position angulaire basse dans laquelle le bras porteur est incliné vers le haut par rapport à la l'horizontal d'un angle minimum (θιτιίη).
- Lesdits premiers moyens relient entre eux les bras porteurs et permettent de limiter la rotation dans un plan vertical, vers le bas et l'extérieur du rotor, des bras porteurs les uns par rapport aux autres.
- Lesdits premiers moyens comportent une liaison, et plus particulièrement au moins un câble, reliant chaque bras porteur à ses deux bras porteurs voisins.
- Elle comporte des deuxièmes moyens permettant de limiter la rotation dans un plan vertical de chaque bras porteur vers le haut et l'intérieur du rotor, de telle sorte que chaque bras porteur peut individuellement pivoter en rotation dans un plan vertical, vers le haut et l'intérieur du rotor, jusqu'à une position angulaire maximale dans laquelle le bras porteur est incliné vers le haut par rapport à l'horizontale d'un angle maximum (Bmax).
- Lesdits deuxièmes moyens comportent pour chaque bras porteur, un câble tendu entre le bras porteur et un point d'ancrage sur le rotor au dessous du niveau de l'axe de rotation du bras sur le rotor.
- Chaque voile est articulée en rotation par rapport aux deux bras porteurs qui la soutiennent, de manière à permettre ladite rotation dans un plan vertical des bras porteurs vers le bas ou vers le haut.
- L'éolienne est exempte de mât central porteur.
- Chaque voile comporte une voilure sensiblement verticale.
- Chaque voile comporte une voilure orientable par rapport au vent.
- Elle comporte sur chaque bras porteur au moins un rail d'écoute qui permet de guider la voilure orientable.
- Ledit rail d'écoute porté par un bras porteur peut pivoter dans un plan vertical par rapport audit bras porteur.
- Ledit rail d'écoute est cintré en forme d'arc de cercle.
- Chaque voile comporte une toile formant une voilure enroulable ou déroulable de manière à régler la surface de voilure.
- Elle comporte des moyens de réglage de la tension de chaque voile.
- Lesdits moyens de réglage de la tension de chaque voile sont au moins en partie logés à l'intérieur du rotor et/ou au moins en partie à l'intérieur de chaque bras porteur.
- Chaque voile comporte une voilure inférieure et une voilure supérieure.
- La voile comporte deux mâts supérieur et inférieur, qui sont inclinés, dont les bases sont fixées un bras porteur, et dont les têtes de mât sont haubanées l'une avec l'autre, chaque mât incliné portant un étai sur lequel est assemblée une toile formant une voilure.
- Chaque étai permet l'enroulement ou le déroulement de la toile correspondante.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après d'une variante préférée de réalisation d'une éolienne de l'invention, laquelle description est donnée à titre d'exemple non limitatif et non exhaustif de l'invention, et en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 est une vue schématique de dessus d'une éolienne conforme à l'invention.
- La figure 2 est une vue de côté du rotor de l'éolienne de la figure 1 monté sur une structure porteuse fixe ancrée dans le sol.
- La figure 3 est une vue de détail de la base du rotor de l'éolienne de la figure 2 et de la partie supérieure de la structure porteuse fixe de la figure 2.
- La figure 4 est une vue de côté de l'éolienne de la figure 1 , montrant un seul des bras porteurs de l'éolienne et une seule voile, la structure porteuse fixe supportant le rotor n'étant pas non plus représentée.
- La figure 5 est une vue de dessus de l'éolienne de la figure 1 , sans les voiles et sans les rails d'écoute cintrés permettant l'orientation des voiles par rapport au vent.
- La figure 6 est une vue de côte d'une voile, à double voilure.
- La figure 7 est un agrandissement de la partie de voile de la figure 6 référencée A sur la figure 6.
- La figure 8 est un agrandissement de la partie de voile de la figure 6 référencée B sur la figure 6.
- La figure 9 est un agrandissement de la partie de voile de la figure 6 référencée C sur la figure 6.
- La figure 10 est un agrandissement de la partie de voile de la figure 6 référencée D sur la figure 6. - La figure 1 1 est un agrandissement, en vue de dessus, d'une zone limitée de l'éolienne de la figure 1 , au niveau de deux bras porteurs voisins, la voile n'étant pas représentée.
- La figure 12 est un schéma d'un rail d'écoute cintré et de la poulie de renvoi du câble d'écoute d'une voile guidée dans le rail d'écoute.
- La figure 13 représente de manière schématique un exemple de moyen de réglage de la tension d'une voile.
Description détaillée
En référence aux figures 1 et 2, l'éolienne 1 comporte un moyeu central rotatif 2, par exemple en acier qui forme un rotor, qui est porté par une structure fixe 3 solidement ancrée dans le sol S, et qui, sous les effets du vent, peut être entraîné en rotation autour d'un axe de rotation central vertical 2a par rapport à la structure fixe 3, grâce à un ensemble de voiles 4 formant des surfaces de prise au vent. Dans une autre variante, la structure porteuse 3 pourrait être une structure flottante sur l'eau et solidement amarrée au fond de l'eau.
Le rotor 2 est supporté en rotation autour de l'axe central vertical 2a par la structure porteuse 3, par l'intermédiaire d'une couronne de roulement (non représentée), à denture intérieure ou extérieure qui est fixée à la base 20 du rotor, et qui permet la rotation du rotor 2 par rapport à la structure porteuse 3 autour de l'axe central vertical 2a. Plus particulièrement, en référence aux figures 2 et 3, le rotor 2 est également guidé en rotation sur une surface de roulement 30 de la structure porteuse 3, par l'intermédiaire de galets de roulements 22 fixés au niveau de la base 20 du rotor 2. Une couronne de protection 31 est en outre prévue sur la structure 3 de manière à protéger les galets 22.
La denture intérieure ou extérieure de ladite couronne dentée à la base 20 du rotor 2 engrène avec un ou plusieurs engrenages, de manière à permettre une transmission des couples de forces du rotor 2, et à entraîner au moins un arbre moteur avec le cas échéant une démultiplication ou multiplication de vitesse entre le rotor 2 et l'arbre moteur entraîné par le rotor 2. L'arbre moteur est par exemple couplé à au moins un générateur d'électricité, de type par exemple alternateur, de manière à transformer l'énergie aéraulique du vent dans les voiles 4 en courant électrique exploitable.
En référence aux figures 1 et 4, les voiles 4 de l'éolienne 1 sont montées sur le rotor 2 au moyen de bras porteurs 5 rigides, d'axe longitudinal 5a, par exemple en acier, qui sont fixés au niveau de la partie supérieure du rotor 2, en étant répartis tangentiellement ou non sur la périphérie du rotor 2, et qui sont inclinés vers le haut et vers l'extérieur du rotor 2. La base 50 (figure 4) de chaque bras porteur 5 est articulée en rotation (axe de rotation horizontal 5b) dans un plan vertical (X,Z) par rapport au rotor 2. Chaque voile 4 relie mécaniquement et est soutenue par deux bras porteurs voisins 5, et chaque bras porteur 5 peut pivoter individuellement dans un plan vertical sur une plage angulaire limitée, par exemple et de préférence sur une plage angulaire (θητπη ; Bmax) d'environ 6°.
Dans la variante de réalisation illustrée sur les figures annexées, l'éolienne 1 comporte six bras porteurs 5 et quatre voiles 4. Ce nombre particulier de bras porteurs 5 et de voiles 4 n'est toutefois pas limitatif de l'invention, l'éolienne pouvant, en fonction de ses dimensions, comporter un nombre plus important ou au contraire plus faible de bras porteurs et de voiles.
Plus particulièrement, dans la variante de réalisation illustrée sur la figure 4, chaque bras porteur 5 est haubané au moyen d'un câble 6 en acier, qui est tendu entre l'extrémité supérieure 5c du bras 5 et un point d'ancrage fixe 6a sur le rotor, au dessous du niveau de l'axe de rotation 5b du bras 5 sur le rotor. Ce câble 6 permet de limiter et d'amortir la rotation dans un plan vertical (X, Z) du bras porteur 5 vers le haut et l'intérieur du rotor (flèche F) , de telle sorte que le bras 5 peut individuellement pivoter en rotation dans un plan vertical (X, Z), vers le haut et l'intérieur du rotor 2, et indépendamment des autres bras porteurs 5, jusqu'à une position angulaire maximale dans laquelle le bras porteur 5 est incliné vers le haut par rapport à l'horizontal d'un angle maximum de l'ordre de 55°(9max).
Ce câble 6 peut être remplacé par tout autre moyen équivalent remplissant la même fonction. Dans une autre variante, le câble 6 pourrait être par exemple être remplacé par un vérin ou toute liaison permettant un allongement ou une rétraction.
En référence aux figures 1 et 5, à l'extrémité supérieure de chaque bras porteur 5 est fixé de manière rigide, par exemple par soudage ou assemblage, un châssis 7 à structure tubulaire mécano soudée. Ces châssis 7 permettent le montage sur les bras 5 des gréements des voiles 4.
Chaque bras porteur 5 est relié à ses deux bras porteurs 5 voisins au moyen d'au moins un câble 8, et en l'espèce au moyen de deux câbles internes et externes 8, qui forment chacun une boucle fermée, et qui sont tendus sur des galets 8a de renvoi fixés sur les châssis 7 des mâts porteurs 5. Cette liaison inter-bras par câble(s) 8 entre bras porteurs 5 voisins permet de limiter la rotation dans un plan vertical (X, Z), vers le bas et l'extérieur du rotor (figure 4 - flèche G), des bras 5 les uns par rapport aux autres, tout en permettant à chaque bras porteur incliné 5 de pivoter individuellement en rotation (figure 4 - flèche F) vers le haut dans un plan vertical (X,Z). A un instant donné, l'un des bras porteur 5 peut ainsi pivoter individuellement au maximum jusqu'à une position angulaire basse, dans laquelle le bras porteur est incliné vers le haut par rapport à l'horizontal d'un angle minimum (θιτιίη). Cette position basse est atteinte lorsqu'à l'inverse le bras porteur 5 qui lui est diamétralement opposé est en position haute, les autres bras porteurs 5 pouvant être dans des positions inclinées intermédiaires entre leurs positions haute et basse.
Sur la figure 4, le bras porteur 5 est représenté dans une position d'équilibre, qui est celle occupée par tous les bras porteurs 5 en l'absence de vent. Cette position d'équilibre n'est pas nécessairement une position médiane par rapport aux positions haute et basse. Ainsi les angles a et β formés par l'axe longitudinal 5a du bras (en position d équilibre sans vent) avec respectivement la position basse (θιτπη) et la position haute (Onnax) peuvent selon la réalisation être différents ou égaux. De préférence néanmoins l'angle a sera inférieur à l'angle β.
Plus particulièrement mais de manière non limitative de l'invention, l'angle θιτπη caractérisant la position basse peut de préférence être compris entre 10° et 60 ; l'angle Omax caractérisant la position haute peut de préférence être compris entre 30° et 90° Le débattement angulaire maximal du bras (Omax-Omin) peut de préférence être compris 4° et 10°. L'angle Θ entre l'horizontal et l'axe longitudinal 5a du bras en position d équilibre sans vent est de préférence de l'ordre de 40° à 50°.
En référence à la figure 6, chaque voile 4 comporte une voilure supérieure 40a et une voilure inférieure 40b, qui sont positionnées sensiblement verticalement, et qui forment de part et d'autre une surface de prise au vent. Chaque voile 4 à double voilure est montée sur une partie de gréement fixe 41 , qui comporte un mât supérieur 410a pour la voilure supérieure 40a, et un mât supérieur 410b pour la voilure inférieure 4b. En référence à la figure 4, chaque mât supérieur 410a est constitué par un assemblage rigide d'éléments rigides 41 1 a formant en V inversé et chaque mât inférieur 410b est constitué par un assemblage rigide d'éléments rigides 41 1 b formant un V. La base 413a, 413b des mâts 410a 410b est soudée sur une traverse 70 du châssis arrière 7 (figure 8), et est donc fixée rigidement à l'extrémité d'un bras porteur 5.
L'axe longitudinal de mâts 410a, 410b est incliné, vers l'arrière de la voile, par rapport à la verticale d'un angle Ψ fixe ( figure 6) inférieur à 45°, et par exemple de l'ordre de 20°. Les deux mâts inférieur 410b et supérieur 410a sont haubanés entre eux au moyen d'au moins un câble 414 qui est tendu entre la tête 412a du mât supérieur 410a et la tête 412b du mât inférieur 410b. La tension de câble 414 est réglable et le câble 414 permet de mettre en compression les deux mats 410a et 410b et de rigidifier l'assemblage des mâts avec le châssis 7.
Chaque voile 4 comporte également une partie de gréement mobile 42 comportant :
un tube enrouleur qui forme un étai-enrouleur supérieur 420a, qui est monté entre la tête 412a du mat supérieur 410a et une pièce avant 422 (figure 7) solidaire d'un châssis 7 porté par le bras porteur voisin 5, et sur lequel est en toute ou partie enroulée une toile triangulaire supérieure 400a formant une voilure supérieure 40a de surface variable (en fonction de l'enroulement de la toile) ;
un tube enrouleur inférieur, qui forme un étai-enrouleur inférieur 420b, qui est monté entre la tête 412b du mat inférieur 410b et la pièce avant 422 précitée, sur lequel est en partie enroulée une toile triangulaire inférieure 400b formant une voilure supérieure 40b de surface variable (en fonction de l'enroulement de la toile).
Les toiles 400a et 400b sont constituées par tout élément enroulable permettant de former une voilure. Chaque toile 400a, 400b peut par exemple, mais de manière non limitative de l'invention, être une toile en polyester enduite PVC. Chaque toile peut également intégrer ou porter des cellules photovoltaïques pour la production d'énergie électrique solaire.
En référence à la figure 6, la partie de gréement mobile 42 comporte également au moins un câble ou cordage supérieur 424a, à fonction d'écoute, qui permet de mettre en tension ou non la toile supérieure 400a par rapport à l'étai-enrouleur 420a et de régler l'orientation (l'angle d'incidence) de la toile 400a par rapport à la direction du vent, et au moins un câble ou cordage inférieur 424b, à fonction d'écoute, qui permet de mettre en tension ou non la toile inférieure 400b par rapport à l'étai- enrouleur 420b et de régler l'orientation de la toile inférieure 400b par rapport à la direction du vent. Chaque câble d'écoute 424a, 424b est fixé à une extrémité avant à la pièce 422 et est guidé par une poulie de renvoi arrière 425a, 425b (figure 8).
Chaque poulie de renvoi 425a, 425b est mobile et guidée le long d'un rail d'écoute 426a, 426b cintré en arc de cercle dans un plan horizontal. Chaque rail d'écoute 426a, 426b est en outre monté pivotant dans un plan vertical par rapport au châssis 7 arrière autour d'un axe de rotation 426a (figure 8). Plus particulièrement, pour son guidage le long du rail d'écoute, chaque poulie de renvoi 425a, 425b est fixée par une plaque de liaison 427 (figures 8 et 12) à un axe de roulement 428 qui est monté sur roulements à billes 429, et qui est logé à l'intérieur du rail d'écoute 426a, 426b. Cet axe de roulement 428 permet un roulement guidé de la poulie de renvoi associée 425a ou 425b le long du rail d'écoute cintré correspondant 426a ou 426b, et de ce fait une modification de l'orientation de la voilure sous les effets des changements de direction du vent d'une amplitude variant selon la tension appliquée sur la voilure.
La pièce avant 422 forme un bloc enrouleur portant un moteur M (figure 7), qui est couplé en rotation à des engrenages 423a et 423b, et qui permet d'entraîner simultanément en rotation sur eux-mêmes et de manière bidirectionnelle, les deux tubes enrouleurs supérieur 420a et inférieur 420b, afin de permettre l'enroulement ou le déroulement de la toile supérieure 400a et de la toile inférieure 400b. L'enroulement ou le déroulement de la toile supérieure 400a et de la toile inférieur 400b permet de régler la surface de prise au vent des toiles 400a et 400b, et ainsi d'adapter la voilure en fonction notamment de la force du vent et de régler la vitesse de rotation de l'éolienne. Ce réglage de la voilure par enroulement ou déroulement des toiles 400a, 400b peut être automatisé, et notamment être asservi à la vitesse du vent mesurée au moyen d'un anémomètre.
La tension des voilures (toiles 400a, 400b des voiles 4 ) peut être réglée par un système de réglage de tension 9, tel que celui représenté par exemple de manière schématique sur la figure 13. Ce système de réglage de tension 9 comporte un motoréducteur indépendant 90 équipé d'un variateur de vitesse, et actionnant un système de type « vis écrou » 91 , de manière à faire monter ou descendre une pièce de liaison 92. Ce système de réglage de tension 9 comporte pour chaque voile 4 un système de moufflage comprenant une poulie 93a solidaire de la pièce de liaison 92 et une poulie 93b fixe hauteur. Un câble 94 est fixé à une extrémité à la pièce de liaison 92. Ce câble est passé successivement autour des poulies 93b et 93a, et est passé à l'intérieur du bras porteur 5 qui est creux. Le câble 94 ressort en partie haute du bras porteur 5, où il se divise en plusieurs câbles 95 (un câble par toile 40a, 400b) de la voile 4. Le motoréducteur 90 permet de faire monter ou descendre la pièce de liaison 92, et ainsi de régler simultanément la tension des toiles 400a, 400b de toutes voiles 4 par l'intermédiaire des câbles 95. Le système de réglage de tension est avantageusement logé en partie dans le rotor 2 (motoréducteur 90 ; système vis-écrou 91 ; pièce de liaison 92 ; partie inférieure du câble 95 ; poulies 93a ; 93b) et en partie (portions de câble 94) dans les bras porteurs 95. Dans une autre variante de réalisation, chaque voile 4 pourrait être équipée de son propre moyen de réglage de tension de voile, permettant un réglage de la tension de la voilure indépendamment des autres voiles.
En référence à la figure 7, chaque pièce 22, en partie avant de la voile 4, est assemblée sur une plaque de liaison 429 et est articulée en rotation par rapport à la plaque de liaison 429 autour d'un axe de rotation 422a perpendiculaire à la plaque de liaison. La plaque de liaison 429 est assemblée sur le châssis 7 à l'avant de la voile 4 en étant articulée en rotation par rapport au socle châssis 7 (et par conséquent par rapport au bras porteur 5 correspondant) autour d'un axe de rotation horizontal. 429a. Dans une autre variante, la plaque de liaison 429 est assemblée sur le châssis 7 à l'avant de la voile 4 en fixée rigidement par rapport au socle châssis 7 (et par conséquent par rapport au bras porteur 5 correspondant).
En fonctionnement, les voiles 4 qui sont sous le vent se gonflent et permettent l'entraînement en rotation du rotor 2. Lorsque le vent est trop fort ou en cas de rafale(s) de vent, les bras porteurs 5 des voiles les plus exposées au vent peuvent avantageusement pivoter dans un plan vertical sous l'effet du vent, ce qui permet de faire gîter ces voiles 4 et de diminuer leur surface de voilure exposée au vent , et d'absorber les efforts et les chocs sans risque de rupture de la structure La structure de l'éolienne, qui est déformable grâce aux bras porteurs articulés en rotation, permet ainsi de réduire les efforts transmis au rotor 2 par rapport à une structure rigide, et de ce fait permet de diminuer la quantité de matière utilisée et d'alléger le poids de l'éolienne.
Les voiles verticales 4 portées par les bras articulés 5 peuvent en outre avantageusement être de grande taille, et être proches du sol, ce qui permet avantageusement de réduire la longueur des bras porteurs 5, tout en offrant une surface de voilure pouvant être importante.
Dans la variante particulière de réalisation illustrée sur les figures annexées, l'éolienne 1 est avantageusement exempte de mât porteur central vertical, de telle sorte que le vent rencontre sur son passage uniquement les voiles 4 ce qui améliore le rendement de l'éolienne et évite la formation de turbulences nuisibles. L'absence de mât porteur central vertical de grande hauteur permet également de simplifier les opérations de montage de l'éolienne.
L'articulation en rotation des bras porteurs permet lors du montage d'abaisser les bras jusqu'au sol, d'assembler toutes les voilures 4 sur les bras porteurs 5 en position abaissée, de relier les bras porteurs entre eux par les câbles 8 et de relier chaque bras porteur 5 au rotor 2 par un câble 6 ou équivalent, et ensuite seulement de lever l'ensemble des bras porteurs 5 et des voiles 4 par rotation vers le haut des bras porteurs 5. Les opérations de montage sont donc simplifiées et ne nécessitent pas de moyen de levage coûteux pour l'érection de la structure.
Dans une autre variante moins performante, l'éolienne pourrait toutefois comporter un mât porteur central auquel serait relié le gréement des voiles.
Dans la variante de la figure 6, la voile 4 est symétrique, les toiles 40a et 400b étant identiques. Dans une autre variante les voiles 4 peuvent ne pas être symétriques, et notamment comporter des toiles 400a et 400b de tailles différentes ou comporter une unique toile. Les voiles 4 peuvent être remplacées par des voiles présentant une structure différente de celle de la figure 6. Dans une autre variante, les voiles à toiles souples 400a, 400b pourraient être remplacées par des voiles à pales rigides.
Dans une autre variante de réalisation, une voile 4 pourrait être portée par un unique bras porteur articulé ou être portée par trois bras porteurs articulés ou plus.
L'invention peut également est utilisée pour réaliser une éolienne offshore. L'éolienne de l'invention peut également être utilisée comme moteur, et en particulier peut également être embarquée sur un véhicule, et notamment une embarcation, afin de permettre la propulsion du véhicule.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Eolienne (1 ) qui comporte un rotor (2), à axe de rotation vertical (2a), et supportant des voiles (4) pour la mise en rotation du rotor sous l'effet du vent, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de bras porteurs (5), qui sont répartis sur la périphérie du rotor, qui sont inclinés vers le haut et vers l'extérieur du rotor (2), et qui à leur base (50) sont articulés en rotation dans un plan vertical par rapport au rotor, en ce que les voiles (4) sont portées par les bras porteurs (5), et en ce que chaque bras porteur (5) est apte à pivoter individuellement dans un plan vertical sur une plage angulaire limitée (θιτιίη ; Bmax).
2. Eolienne selon la revendication 1 , dans laquelle chaque voile (4) relie et est portée par deux bras porteurs (5) voisins.
3. Eolienne selon la revendication 1 ou 2, comportant des premiers moyens (8) permettant de limiter la rotation dans un plan vertical des bras porteurs (5) vers le bas et l'extérieur du rotor (2), et de telle sorte que chaque bras porteur (5) peut individuellement pivoter en rotation dans un plan vertical, vers le bas et l'extérieur du rotor (2), jusqu'à une position angulaire basse dans laquelle le bras porteur (5) est incliné vers le haut par rapport à la l'horizontal d'un angle minimum (θιτπη).
4. Eolienne selon la revendication 3, dans laquelle lesdits premiers moyens (8) relient entre eux les bras porteurs (5) et permettent de limiter la rotation dans un plan vertical, vers le bas et l'extérieur du rotor (2), des bras porteurs (5) les uns par rapport aux autres.
5. Eolienne selon la revendication 4, dans laquelle lesdits premiers moyens comportent une liaison, et plus particulièrement au moins un câble (8), reliant chaque bras porteur (5) à ses deux bras porteurs voisins (5).
6. Eolienne selon l'une quelconque de revendications 1 à 5, comportant des deuxièmes moyens (6) permettant de limiter la rotation dans un plan vertical de chaque bras porteur (5) vers le haut et l'intérieur du rotor (2), de telle sorte que chaque bras porteur (5) peut individuellement pivoter en rotation dans un plan vertical, vers le haut et l'intérieur du rotor, jusqu'à une position angulaire maximale dans laquelle le bras porteur est incliné vers le haut par rapport à l'horizontale d'un angle maximum (Omax).
7. Eolienne selon la revendication 6, dans laquelle lesdits deuxièmes moyens comportent pour chaque bras porteur, un câble (6) tendu entre le bras porteur (5) et un point d'ancrage (6a) sur le rotor au dessous du niveau de l'axe de rotation (5a) du bras sur le rotor.
8. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle chaque voile (4) est articulée en rotation par rapport aux deux bras porteurs (5) qui la soutiennent, de manière à permettre ladite rotation dans un plan vertical des bras porteurs (5) vers le bas ou vers le haut.
9. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, exempte de mât central porteur.
10. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle chaque voile (4) comporte une voilure ( 40a, 40b) sensiblement verticale.
1 1 . Eolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans laquelle chaque voile (4) comporte une voilure orientable par rapport au vent.
12. Eolienne selon la revendication 1 1 , comportant sur chaque bras porteur (5) au moins un rail d'écoute (426a ; 426b) qui permet de guider la voilure orientable.
13. Eolienne selon la revendication 12, dans laquelle le rail d'écoute (426a ;
426b) porté par un bras porteur (5) peut pivoter dans un plan vertical par rapport audit bras porteur (5).
14. Eolienne selon la revendication 12 ou 13, dans laquelle le rail d'écoute (426a ; 426b) est cintré en forme d'arc de cercle.
15. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans laquelle chaque voile (4) comporte une toile (400a ; 400b) formant une voilure enroulable ou déroulable de manière à régler la surface de voilure.
16. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, comportant des moyens (9) de réglage de la tension de chaque voile (4).
17. Eolienne selon la revendication 16, dans laquelle les moyens (9) de réglage de la tension de chaque voile (4) sont au moins en partie logés à l'intérieur du rotor (2) et/ou au moins en partie à l'intérieur de chaque bras porteur (5).
18. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, dans laquelle chaque voile comporte une voilure inférieure (40a) et une voilure supérieure (40b).
19. Eolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, dans laquelle la voile (4) comporte deux mâts supérieur (410a) et inférieur (410b), qui sont inclinés, dont les bases (413a, 413b) sont fixées un bras porteur (5), et dont les têtes (412a , 412b) de mât sont haubanées l'une avec l'autre, chaque mât incliné portant un étai (420a ; 420b) sur lequel est assemblée une toile (400a ; 400b) formant une voilure (40a ; 40b).
20. Eolienne selon la revendication 19, dans laquelle chaque étai (420a ;
420b) permet l'enroulement ou le déroulement de la toile correspondante (400a ; 400b).
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