AEROGENERATEUR A AXE HORIZONTAL

HORIZONTAL-AXIS WIND GENERATOR

Abrégé français

L'invention concerne un aérogénérateur permettant de générer de l'énergie
grâce à la force du vent (ou à un courant d'eau). Il est constitué d'un rotor
doté de 2 ; 3 ou 4 pales semi-tronconiques, vrillées, quasi- parallèles à
l'axe de rotation qui est horizontal. Il est silencieux, démarre face à un
vent de faible vitesse et peut fonctionner par très grand vent. Il nécessite
ainsi un mât de très faible hauteur ce qui réduit considérablement l'impact
visuel sur le paysage et les perturbations sur l'environnement. Il peut être
destiné pour les habitations, maisons individuelles, bateaux, caravanes mais
aussi pour les exploitations agricoles ou toutes autres applications
nécessitant de l'énergie électrique ou autre.

Abrégé anglais

The invention relates to a wind generator for generating power thanks to the force of the wind (or to a stream of water). It consists of a rotor provided with 2, 3 or 4 semi-frustoconical twisted blades practically parallel to the rotation axis, which is horizontal. It is silent, starts with a low-speed wind and can operate in very strong winds. It thus requires a very short mast, thereby considerably reducing the visual impact on the countryside and the environmental disturbance. It may be intended for dwellings, individual houses, ships, caravans, but also for agricultural uses or any other applications requiring electric power or the like.

Revendications

6

REVENDICATIONS


1) Dispositif pour générer de l'énergie grâce à la force du vent
caractérisé en ce qu'il constitue un aérogénérateur formé d'une nacelle (3),
d'une
structure mobile (4), d'un mat (5) portant l'ensemble de l'aérogénérateur et
d'un
rotor (6) dont les pales (1) de forme semi tronconiques sont quasi parallèles
à
l'axe de rotation (2) et en ce que la forme semi-tronconique des pales est
telle
que, pour une hauteur H donnée du tronc de cône, la base B1 a un diamètre D1
égal à 0,25 fois la hauteur et le sommet B2 a un diamètre D2 égal à 0,083 fois
la
hauteur.


2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de
rotation (2) est horizontal et dans le sens du vent.


3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2
caractérisé en ce que le rotor (6) est doté de deux ou quatre pales (1).


4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les pales
(1) sont fixées autour de l'axe de rotation (2) de manière diamétralement
opposée.


5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que le rotor (6) est doté de trois pales (1).


6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les pales
(1) sont fixées et orientées autour de l'axe (2) avec un angle de 120°
les unes
par rapport aux autres (1).


7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que la pale présente un angle d'inclinaison .psi. compris
entre 10°
et 16° par rapport à l'axe de rotation du rotor (6)



7

8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce que les pales semi-tronconiques sont orientées autour de
l'axe
de rotation avec un angle de vrillage (.beta.).


9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'angle de
vrillage (.beta.) est compris entre 20° et 30° par rapport B1.


10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1à 9,
caractérisé en ce que la base B1 présente un angle d'inclinaison .alpha. égal
à 11° par
rapport au plan (x, y).


11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que la base B2 présente un angle d'inclinaison .gamma. égal
à 9° par
rapport au plan (x, y).


12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce qu'un volet régulateur de vitesse est disposé à l'arrière de

chaque pale.

Description

CA 02636860 2008-07-11
WO 2007/080234 PCT/FR2006/000068
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AEROGENERATEUR A AXE HORIZONTAL

La présente invention concerne un aérogénérateur à axe horizontal.
Traditionnellement les aérogénérateurs sont dotés d'un rotor constitué de
pales
perpendiculaires à l'axe de transmission. Ces pales génèrent des contraintes
qui sont :

- arrêt de leur fonctionnement à une vitesse de vent importante,
- modification du paysage due à leur structure imposante,

- perturbation de l'environnement,
- nuisances sonores.

Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients ou
réduire ces
contraintes :

- fonctionnement par grand vent et démarrage à faible vitesse de vent
- limitation de l'impact visuel sur le paysage

- limitation des perturbations sur l'environnement
- absence de nuisance sonore.

Le dispositif selon 1'invention transforme l'énergie cinétique du vent en
énergie

mécanique. Ainsi, l'énergie mécanique du rotor peut être transformée en
énergie
électrique (couplage avec un générateur électrique). L'invention peut être
exploitée en tant
que turbine hydraulique en immergeant le rotor dans une masse d'eau en
mouvement.

Elle peut être exploitée sur un principe de marée molrice ou centrale
hydraulique.
Les pales du rotor peuvent être composées en tout type de matériaux (métaux,

composite, bois...).

Le descriptif et des planches présentent et illustrent l'invention.

L'invention est un aérogénérateur à axe horizontal se positionnant dans le
sens du vent et qui
est constitué d'un rotor doté de pales semi-tronconiques vrillées, quasi-
parallèles à l'axe de
rotation ; d'une nacelle ; d'une structure mobile et d'un mât portant
l'ensemble

rotor/nacelle/structure mobile.

FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)


CA 02636860 2008-07-11
WO 2007/080234 PCT/FR2006/000068
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Le rotor peut être constitué de deux, trois ou quatre pales et assemblées sur
un arbre de
transmission ou axe de rotation. (planches 1,2,3,4).

Ce paragraphe décrit la forme et la configuration dans l'espace de la pale
(planche 6).
La forme de la pale de l'invention est semi-tronconique. (planches
1,2,3,4,5,6,7)

30 L'expression du rapport des dimensions de la pale est la suivante :
Pour une hauteur H donné du tronc de cône :

-Le diamètre de la base : Dl 0,25 x H
-Le diamètre du sommet : D2 = 0,083 x H
Considérons cette pale disposée dans l'espace par rapport

35 au repère (x,y,z)-(planche 5, 6).

Le sommet (côté le plus petit du semi-tronc) B2 de diamètre D2 est orienté
autour de l'axe
de révolution (y) d'un angle de vrillage (3 compris entre 20 et 30 , et ce
par rapport la base
(côté le plus grand du semi-tronc) Bl de diamètre Dl.

Il en résulte une inclinaison de la base B1 d'un angle a= 11 et de la base B2
d'un
40 angle y= 9 et ce dans le plan (x,y).(planche 6)

La pale présente une inclinaison d'angle y (psi) comprise entre 10 et 16 par
rapport à l'axe
de rotation du rotor. (planche 6)

Si nous schématisons cette inclinaison, considérons l'axe de l'arbre de
transmission nommé
(R). Dans le cas de figure où le rotor est constitué de deux ou quatre pales,
ces

45 dernières sont disposées diamétralement opposées sur l'arbre de
transmission (ou
axe de rotation). (planches 1,3,4).

Dans le cas de figure où le rotor est constitué de trois pales, ces dernières
sont orientées avec
un angle de 120 les unes par rapport aux autres (planche 2).

La pale est fixée en deux points à l'arbre de transmission. Les fixations sont
assurées
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)


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50 par bridage sur deux moyeux solidaires de l'arbre de transmission (planche
7).
La bride au niveau de la base B l, est fixée directement sur le moyeu.

La bride au niveau de la base B2, est solidaire mécaniquement du moyeu arrière
grâce à un
rigidificateur tubulaire.

A l'arrière de chaque pale, (côté sous le vent), se trouve disposé un volet
régulateur
55 de vitesse (planche 3). Ce volet assure deux rôles :

1-11 pennet de réguler la vitesse de rotation du rotor en variant son angle
d'attaque. Angle défmi entre le volet et l'axe de rotation du rotor.

Considérons que la vitesse du vent maximale est de (x) m/s. Tant que la
vitesse du vent
évolue entre 2m/s et (x) m/s, les volets régulateurs de vitesse conservent
leur position
60 assurant l'exploitation de l'énergie cinétique du vent en sortie de pale.

Une fois que la vitesse du vent est supérieure ou égale à (x) m/s, les volets
s'orientent de
manière à réduire la vitesse de rotation du rotor.

Au plus le vent souffle fort, au plus le volet réduit son angle d'inclinaison
par rapport à la
direction du vent.

65 2-Il assure un rôle de pale secondaire, destiné à exploiter l'énergie
cinétique du
vent en sortie de pale. L'ensemble rotor est supporté par deux paliers à
chaque extrémité de
l'arbre de transmission (planche 2 et 3).

Ces paliers sont fixés mécaniquement sur une structure de supportage mobile en
forme
de U . La structure de supportage mobile est disposée sur un mât.

70 Un système d'orientation de l'ensemble structure de supportage/rotor est
disposé
au sommet d'un,mât.

La base du mât est dotée d'un socle fixé sut un massif en béton ferraillé.
FEUILLE DE REMPLACEMENT (REGLE 26)

Dessin représentatif