FR2910849A1 - Electricity generation device for e.g. electrical car, has turbines to drive generators, and assembly inserted in sheath parallel to vehicle displacement direction and arranged to be traversed by air flow provided by displacement of vehicle - Google Patents

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Abstract

The device has air turbines (1) for driving electrical generators (2) and installed on a motor vehicle e.g. electrical car (5). The generators are connected to batteries (3) which supplies power to electrical engines (4) propelling the vehicle. The turbines form elongated helical blades fixed along a rotation axis. An assembly is inserted in a cylindrical sheath parallel to a displacement direction of the vehicle and is arranged to be traversed by an air flow provided by the displacement of the vehicle. The turbines and the generators are installed on a roof of the vehicle.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de productionThe present invention relates to a production device

d'électricité à partir d'énergie éolienne pour assurer la propulsion d'un véhicule.  electricity from wind energy to propel a vehicle.

10 Elle se rapporte en particulier au domaine industriel et commercial de la fabrication et de la diffusion de voitures électriques.  10 It relates in particular to the industrial and commercial field of the manufacture and distribution of electric cars.

Traditionnellement, les véhicules automobiles fonctionnent avec des moteurs à pétrole, ce qui risque, si l'on continue, de polluer d'avantage l'atmosphère 15 et d'augmenter dangereusement l'effet de serre.  Traditionally, motor vehicles operate with petrol engines, which, if continued, may further pollute the atmosphere and dangerously increase the greenhouse effect.

En récupérant l'air ambiant, en le canalisant pour faire actionner une éolienne, en plaçant le tout sur un véhicule, une énergie nouvelle peut être mise en oeuvre. 20 Depuis que l'automobile existe, les constructeurs et les ingénieurs se sont penchés sur la recherche aérodynamique pour faire des économies de carburant. Aujourd'hui, une seule solution : trouver une nouvelle énergie. De nouvelles cultures sont expérimentées pour trouver un carburant biologique. On crée une pile à hydrogène et on essaie de trouver une batterie 25 suffisamment importante pour rallonger les distances ou bien, on utilise des moteurs à deux énergies (pétrole et électrique), tout cela pour faire face à la pénurie de pétrole qui se rapproche. Les véhicules électriques existent depuis longtemps mais avec un faible rayon d'action et avec des accumulateurs trop lourds. Les constructeurs 30 proposent depuis peu de temps des véhicules électriques performants mais à faible autonomie.  By recovering the ambient air, by channeling it to operate a wind turbine, placing everything on a vehicle, new energy can be implemented. Since the automobile exists, manufacturers and engineers have been looking at aerodynamic research to save fuel. Today, only one solution: find a new energy. New crops are being experimented to find a biological fuel. We create a hydrogen fuel cell and we try to find a battery that is big enough to lengthen the distances, or we use two-energy engines (oil and electric), all to cope with the shortage of oil that is approaching. Electric vehicles have existed for a long time but with a small range of action and with accumulators too heavy. Manufacturers 30 have recently been offering high performance electric vehicles but low autonomy.

L'objet de l'invention propose d'utiliser un véhicule électrique, et -1-5 -2- d'avoir recours à la force motrice du vent créé par le déplacement de ce véhicule pour recharger des batteries au moyen de turbines à air, ou éoliennes, accouplées à des générateurs électriques.  The object of the invention proposes to use an electric vehicle, and -1-5 -2- to use the driving force of the wind created by the movement of the vehicle to recharge batteries by means of air turbines , or wind turbines, coupled to electric generators.

On connaît un certain nombre de générateurs d'électricité utilisant l'énergie du vent et montés sur des véhicules.  A number of electricity generators using wind energy and mounted on vehicles are known.

Par exemple, le brevet N US 2004/084908 (VU THOMAS) décrit un système de capture de l'énergie du vent destiné à équiper des camions avec cabine 10 et comprenant: - un déflecteur de vent monté sur le toit de cabine du camion, - une turbine à air ayant une pluralité de pales, ladite turbine étant montée sur le toit de cabine du camion et ayant une admission placée pour recevoir le vent dévié par ledit déflecteur, 15 - et un générateur électrique monté sur le camion et connecté à la turbine à vent afin de produire l'électricité par la rotation de cette dernière. Lorsque le camion avance, le vent dévié par le déflecteur entre fait tourner la turbine, produisant, grâce au générateur, de l'énergie électrique pour le stockage ou l'utilisation pour faire fonctionner des accessoires sur ledit camion. 20 Le brevet N US 2003 231000 (TEO LOW LEO) concerne un système chargeur de batterie pour véhicule électrique constitué d'un capteur d'air à section décroissante placé dans un véhicule, une turbine recevant dudit capteur le flux d'air dirigé sur un seul côté de ladite turbine de façon à créer une force pour 25 la faire tourner; un générateur couplé à celle-ci produisant de l'électricité lorsque elle tourne; une batterie étant raccordée audit générateur pour être chargée par ce dernier. La turbine est constituée de deux flancs perpendiculaires à l'axe de rotation entre lesquels sont disposées une série de pales planes radiales 30 rectangulaires, l'un des flancs comportant des trous au centre permettant au flux d'air de sortir de la turbine.  For example, patent US 2004/084908 (VU THOMAS) discloses a wind energy capture system for equipping trucks with cab 10 and comprising: a wind deflector mounted on the truck cab roof, an air turbine having a plurality of blades, said turbine being mounted on the cabin roof of the truck and having an intake positioned to receive the wind deflected by said deflector, and an electric generator mounted on the truck and connected to the wind turbine to produce electricity by rotating the latter. When the truck is moving forward, the wind deflected by the baffle between rotates the turbine, producing, thanks to the generator, electrical energy for storage or use to operate accessories on said truck. N US 2003 231000 (TEO LOW LEO) relates to a battery charger system for an electric vehicle consisting of a decreasing section air sensor placed in a vehicle, a turbine receiving from said sensor the flow of air directed on a vehicle. only one side of said turbine so as to create a force to rotate it; a generator coupled to it producing electricity when it rotates; a battery being connected to said generator to be charged by the latter. The turbine consists of two flanks perpendicular to the axis of rotation between which are arranged a series of rectangular radial planar blades 30, one of the flanks having holes in the center allowing the flow of air out of the turbine.

La demande déposée sous le numéro FR 05 12 207 par l'auteur de -3- la présente invention décrit un dispositif installé sur un véhicule automobile et destiné à remplacer le pétrole par une énergie électrique avec la récupération de l'énergie du vent. Ce dispositif comporte une éolienne de forme circulaire reliée à un orifice d'entrée d'air et constituée d'un disque muni de plusieurs pâles perpendiculaires, ce disque étant monté sur un axe entraînant par sa rotation un alternateur créant ainsi une énergie électrique stockée dans des batteries.  The application filed under the number FR 05 12 207 by the author of the present invention describes a device installed on a motor vehicle and intended to replace oil with electrical energy with the recovery of wind energy. This device comprises a circular wind turbine connected to an air inlet and consisting of a disk provided with several perpendicular blades, this disk being mounted on an axis causing by its rotation an alternator thus creating an electrical energy stored in batteries.

Tous ces dispositifs utilisent une seule turbine équipée de plusieurs pales radiales et recevant le flux d'air latéralement, selon une direction perpendiculaire à l'axe de rotation. Cette particularité entraîne un encombrement important ne permettant pas de disposer la turbine dans les meilleures conditions, et empêchant d'obtenir un rendement satisfaisant, par exemple en installant plusieurs turbines.  All these devices use a single turbine equipped with several radial blades and receiving the flow of air laterally, in a direction perpendicular to the axis of rotation. This feature leads to a large footprint that does not allow to have the turbine in the best conditions, and preventing a satisfactory performance, for example by installing several turbines.

Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de remédier à cet état de choses. Il permet en effet d'obtenir un rendement élevé et de produire une énergie plus importante qu'avec les systèmes connus tout en étant économique et écologique. Il permet en effet de préserver l'environnement en supprimant la 20 pollution causée par l'échappement des moteurs à pétrole, ainsi que le bruit généré par ces moteurs.  The device according to the present invention aims to remedy this state of affairs. It makes it possible to obtain a high yield and to produce a higher energy than with the known systems while being economic and ecological. It helps to preserve the environment by removing the pollution caused by the exhaust of petrol engines, as well as the noise generated by these engines.

II est constitué de plusieurs turbines à air installées sur une même voiture et entraînant chacune un générateur électrique connecté à des batteries 25 alimentant un ou plusieurs moteurs électriques propulsant le véhicule, ces turbines, installées de préférence dans un caisson aérodynamique disposé sur le toit étant formées d'une ou deux lames hélicoïdales allongées fixées le long de l'axe de rotation, l'ensemble étant inséré dans un fourreau cylindrique parallèle au sens du déplacement et agencé pour être traversé par le flux d'air provoqué par le 30 déplacement du véhicule.  It consists of several air turbines installed on the same car and each driving an electric generator connected to batteries 25 supplying one or more electric motors propelling the vehicle, these turbines, preferably installed in a aerodynamic box disposed on the roof being formed one or two elongated helical blades fixed along the axis of rotation, the assembly being inserted into a cylindrical sheath parallel to the direction of movement and arranged to be traversed by the air flow caused by the movement of the vehicle .

Sur les dessins schématiques annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif d'une forme de réalisation conforme à la présente demande : -4-la figure 1 représente, vue de côté, une voiture équipée de turbines à air disposées sur le toit, la figure 2 est une coupe longitudinale verticale du même véhicule montrant la disposition interne, la figure 3 est un agrandissement du détail A de la figure 2, la figure 4 représente le détail illustré à la figure 3 vu de dessus et la figure 5 est vue en bout selon la flèche FI de la figure 4 d'une turbine à air.  In the accompanying diagrammatic drawings, given by way of nonlimiting example of an embodiment according to the present application: FIG. 1 represents, viewed from the side, a car equipped with air turbines arranged on the roof, FIG. 2 is a vertical longitudinal section of the same vehicle showing the internal arrangement, FIG. 3 is an enlargement of detail A of FIG. 2, FIG. 4 represents the detail illustrated in FIG. 3 seen from above and FIG. end according to the arrow FI of Figure 4 of an air turbine.

Le dispositif, figures 1 à 5, est constitué de plusieurs turbines à air 1, six dans l'exemple illustré, entraînant des générateurs électriques 2 destinés à charger des batteries 3 alimentant le ou les moteurs électriques 4 propulsant la voiture 5.  The device, FIGS. 1 to 5, consists of several air turbines 1, six in the illustrated example, driving electric generators 2 for charging batteries 3 supplying the electric motor (s) 4 propelling the car 5.

Les turbines 1 sont de préférences montées sur le toit 6 du véhicule et couvertes d'un caisson aérodynamique 7 comportant une ouverture frontale 8 de pénétration du flux d'air située au-dessus du pare brise du véhicule et protégée par une grille 9. L'air pénétrant dans le caisson traverse les turbines 1 et ressort par 20 une ouverture de sortie 10 à l'arrière de ces dernières et formée d'une découpe pratiquée dans la partie supérieure du caisson 7, une paroi déflectrice 11 inclinée situées entre les turbines 1 et les générateurs électriques 2 canalisant le flux d'air vers cette sortie. Chaque turbine à air 1 est formées d'une ou deux lames hélicoïdales 25 12 allongées fixées le long de l'axe de rotation 13, l'ensemble tournant dans un fourreau cylindrique 14 parallèle au sens du déplacement du véhicule et agencé pour être traversé par le flux d'air provoqué par le déplacement du véhicule (flèches F1, F2, F3, figure 3). L'axe de rotation 13 de chaque turbine est porté par des paliers 15, 30 16 fixés par des barreaux radiaux 17 à chaque extrémité du fourreau 14. L'arrière de l'axe 13 est prolongé pour traverser la paroi déflectrice inclinée 11 et être raccordé à l'arbre d'un générateur électrique 2 de façon à l'entraîner en rotation. 10 15 -5- L'électricité produite par les générateurs 2 actionnés par les turbines à air 1 est acheminée au moyen de câbles 18 vers les batteries 3. Ces batteries peuvent constituer deux groupes ou plus aptes à être utilisés alternativement au moyen d'un commutateur électrique ou d'un inverseur de façon à charger l'un ce ces groupes pendant que le ou les autres sont utilisés pour alimenter le ou les moteurs 4.  The turbines 1 are preferably mounted on the roof 6 of the vehicle and covered with an aerodynamic casing 7 having a front opening 8 of airflow penetration located above the windshield of the vehicle and protected by a grid 9. L air penetrating into the box passes through the turbines 1 and exits through an outlet opening 10 at the rear of the latter and formed by a cut made in the upper part of the box 7, an inclined deflecting wall 11 situated between the turbines 1 and the electric generators 2 channeling the airflow to this outlet. Each air turbine 1 is formed of one or two elongate helical blades 25 fixed along the axis of rotation 13, the assembly rotating in a cylindrical sheath 14 parallel to the direction of movement of the vehicle and arranged to be traversed by the air flow caused by the movement of the vehicle (arrows F1, F2, F3, Figure 3). The axis of rotation 13 of each turbine is carried by bearings 15, 30 16 fixed by radial bars 17 at each end of the sleeve 14. The rear of the axis 13 is extended to traverse the inclined deflecting wall 11 and to be connected to the shaft of an electric generator 2 so as to drive it in rotation. The electricity produced by the generators 2 actuated by the air turbines 1 is conveyed by means of cables 18 to the batteries 3. These batteries may constitute two or more groups capable of being used alternately by means of a electrical switch or inverter so as to charge one these groups while the one or others are used to power the motor (s) 4.

Le véhicule 5 comportera avantageusement un équipement permettant le chargement des batteries 3 par une source extérieure pouvant être le 10 réseau de distribution publique de courant alternatif.  The vehicle 5 will advantageously include equipment for charging the batteries 3 by an external source that may be the public AC distribution network.

Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires.  The positioning of the various constituent elements gives the object of the invention a maximum of useful effects that had not been obtained so far by similar devices.

Claims (1)

REVENDICATIONS 1'. Dispositif de production d'électricité à partirCLAIMS 1 '. Device for generating electricity from d'énergie éolienne pour assurer la propulsion d'un véhicule, destiné en particulier à l'équipement de voitures électriques, caractérisé par la combinaison de plusieurs turbines à air (1) installées sur un même véhicule (5) et entraînant chacune un générateur électrique (2) connecté à des batteries (3) alimentant un ou plusieurs moteur(s) électrique(s) (4) propulsant le véhicule, lesdites turbines étant formées chacune d'une ou deux lames hélicoïdales (12) allongées fixées le long de l'axe de rotation (13), l'ensemble étant inséré dans un fourreau cylindrique (14) parallèle au sens du déplacement du véhicule (5) et agencé pour être traversé par le flux d'air provoqué par le déplacement dudit véhicule. 2 . Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que les turbines (1) et les générateurs électriques (2) sont installées sur le toit (6) du véhicule et couverts d'un caisson aérodynamique (7) comportant une ouverture frontale (8) de pénétration du flux d'air située au-dessus du pare brise du véhicule et protégée par une grille (9). 3 . Dispositif selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que l'air passant par les fourreaux (14) des turbines (1) s'échappe par une ouverture de sortie (10) à l'arrière desdites turbines et formée d'une découpe pratiquée dans la partie supérieure du caisson (7), une paroi déflectrice (11) inclinée situées entre les turbines (1) et les générateurs électriques (2) canalisant le flux d'air vers ladite sortie. 4 . Dispositif selon la revendication 3, se caractérisant par le fait que l'arrière de l'axe de rotation (13) de chaque turbine à air (1) est prolongé pour traverser la paroi déflectrice (11) et être raccordé à l'arbre d'un générateur électrique (2) de façon à l'entraîner en rotation. -6--7- 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que les fourreaux (14) comportent des paliers (15, 16) fixés par des barreaux radiaux (17) à chacune de leurs extrémités et destinés à porter les axes de rotation des turbines à air (1). 6 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le véhicule (5) comporte un équipement permettant le chargement des batteries (3) par une source extérieure pouvant être le réseau de distribution publique de courant alternatif. 7 . Dispositif selon la revendication 6, se caractérisant par le fait que l'équipement permettant le chargement des batteries par une source extérieure est agencé pour être branché au réseau de distribution publique de courant alternatif. 15 8 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le véhicule (5) comporte deux groupes ou plus de batteries (3) aptes à être utilisés alternativement au moyen d'un commutateur électrique ou d'un inverseur de façon à charger l'un ce ces groupes pendant que le ou les autres sont utilisés pour alimenter le ou les moteurs (4) de 20 propulsion du véhicule. 10  of wind energy for propelling a vehicle, in particular for electric car equipment, characterized by the combination of a plurality of air turbines (1) installed on the same vehicle (5) and each driving an electric generator (2) connected to batteries (3) supplying one or more electric motor (s) (4) propelling the vehicle, said turbines being each formed of one or two elongated helical blades (12) fixed along the axis of rotation (13), the assembly being inserted into a cylindrical sheath (14) parallel to the direction of movement of the vehicle (5) and arranged to be traversed by the air flow caused by the movement of said vehicle. 2. Device according to claim 1, characterized in that the turbines (1) and the electric generators (2) are installed on the roof (6) of the vehicle and covered by an aerodynamic box (7) having a front opening (8). ) of penetration of the air flow located above the windshield of the vehicle and protected by a grid (9). 3. Device according to claim 2, characterized in that the air passing through the sleeves (14) of the turbines (1) escapes through an outlet opening (10) at the rear of said turbines and formed of a cutout formed in the upper part of the box (7), an inclined deflecting wall (11) located between the turbines (1) and the electric generators (2) channeling the air flow to said outlet. 4. Device according to claim 3, characterized in that the rear of the axis of rotation (13) of each air turbine (1) is extended to pass through the deflector wall (11) and be connected to the d an electric generator (2) so as to drive it in rotation. -6--7- 5 Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the sleeves (14) comprise bearings (15, 16) fixed by radial bars (17) at each of their ends and intended to carry the axes of rotation of the air turbines (1). 6. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the vehicle (5) comprises equipment for charging the batteries (3) by an external source that can be the public AC distribution network. 7. Device according to claim 6, characterized in that the equipment for charging the batteries by an external source is arranged to be connected to the public AC distribution network. 15 8. Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the vehicle (5) comprises two or more groups of batteries (3) able to be used alternately by means of an electrical switch or a reverser in such a way that to load one of these groups while the one or others are used to power the vehicle engine (s) (4). 10
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