FR2965592A1 - Wind turbine i.e. vertical axis wind turbine, for converting wind energy into electrical energy, has incident air closing units formed of closed surfaces orienting incident air stream on units toward unclosed part of rotor - Google Patents
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Abstract
Description
20 25 EOLIENNE 20 25 EOLIENNE
La présente invention porte sur une éolienne et, plus particulièrement, sur une éolienne ayant un déflecteur permettant d'utiliser toute la surface au vent de l'éolienne. Les éoliennes sont de plus en plus utilisées, car elles constituent une source d'énergie renouvelable inépuisable, convertissant l'énergie du vent en énergie électrique. On connaît notamment de nombreux types d'éoliennes, qu'elles soient à axe horizontal ou à axe vertical. Les éoliennes de l'état de la technique connues présentent de nombreux inconvénients. Parmi ces inconvénients, le principal est le faible rendement énergétique, compte-tenu de la surface nécessaire au fonctionnement de l'éolienne. Dans les éoliennes les plus courantes, à axe horizontal, la surface nécessaire au fonctionnement de l'éolienne, aussi appelée surface alaire, comprend la zone de balayage des pales, la surface des pales et la surface au vent du mât. La surface des pales est très inférieure à cette surface alaire, l'essentiel du vent ne faisant que traverser la surface alaire de l'éolienne sans être totalement converti en énergie. De plus, la surface utile des pales, c'est-à-dire 30 la surface des pales servant à convertir effectivement l'énergie du vent en électricité, est encore inférieure à la surface des pales et correspond sensiblement à la partie centrale des pales, de telle sorte que le rapport surface 1 alaire/surface utile d'une éolienne classique est très important. Les éoliennes connues ont donc un faible rendement énergétique, et par conséquent les éoliennes doivent avoir de grandes dimensions pour produire suffisamment d'électricité, ce qui conduit notamment à une pollution visuelle, à des coûts de fabrication et d'entretien élevés et également à une pollution sonore compte-tenu des grandes dimensions d'éolienne, qui produisent un bruit aérodynamique en fonctionnement. Un autre problème des éoliennes à axe horizontal est l'effet gyroscopique lorsqu'elles sont en rotation, ledit effet gyroscopique ayant tendance à provoquer des dommages aux éoliennes, et nécessitant notamment, par grands vents, des systèmes coûteux pour arrêter le fonctionnement de l'éolienne. Un problème supplémentaire des éoliennes à axe horizontal est le porte-à-faux du rotor sur l'axe de rotation de l'éolienne, lequel axe de rotation est dans la plupart des cas uniquement maintenu au niveau du mât. Les éoliennes à axe vertical, comme les éoliennes à axe horizontal, présentent également une surface alaire inférieure à la surface utile. On connaît cependant des éoliennes à axe vertical 25 qui surmontent le problème lié à l'effet gyroscopique des éoliennes à axe horizontal. On connaît notamment de la demande internationale de brevet WO2008107411 A2 une éolienne à axe vertical constituée de deux roues contrarotatives, couplées à un 30 moyen de conversion d'énergie, comprenant un déflecteur orientant l'air arrivant sur chaque roue dans deux sens opposés, afin de faire tourner les roues dans deux sens opposés, pour augmenter le rendement de l'éolienne. The present invention relates to a wind turbine and, more particularly, to a wind turbine having a deflector for using the entire windward surface of the wind turbine. Wind turbines are increasingly used because they are an inexhaustible source of renewable energy, converting wind energy into electrical energy. In particular, many types of wind turbines, whether horizontal or vertical, are known. The known state of the art wind turbines have many disadvantages. Among these drawbacks, the main one is the low energy yield, given the surface required for the operation of the wind turbine. In the most common wind turbines with a horizontal axis, the surface required for the operation of the wind turbine, also called the wing surface, includes the blade sweeping area, the blade surface and the windward surface of the mast. The surface of the blades is much lower than this wing surface, most of the wind just passing through the wing surface of the wind turbine without being totally converted into energy. In addition, the effective area of the blades, that is, the area of the blades used to effectively convert wind energy into electricity, is still less than the blade area and substantially corresponds to the central portion of the blades. , so that the ratio surface 1 wing / useful area of a conventional wind turbine is very important. Known wind turbines therefore have low energy efficiency, and therefore wind turbines must be large enough to produce enough electricity, which leads to visual pollution, high manufacturing and maintenance costs, and noise pollution given the large wind turbine dimensions, which produce an aerodynamic sound in operation. Another problem of horizontal axis wind turbines is the gyroscopic effect when they are rotating, said gyroscopic effect tending to cause damage to wind turbines, and in particular requiring, in high winds, expensive systems to stop the operation of the wind turbine. wind turbine. A further problem of horizontal axis wind turbines is the cantilevering of the rotor on the axis of rotation of the wind turbine, which axis of rotation is in most cases only maintained at the mast. Vertical-axis wind turbines, like horizontal-axis wind turbines, also have a wing area that is smaller than the usable area. Vertical axis wind turbines 25 are known, however, which overcome the problem of the gyroscopic effect of horizontal axis wind turbines. International patent application WO2008107411 A2 discloses a vertical axis wind turbine consisting of two counter-rotating wheels, coupled to an energy conversion means, comprising a deflector orienting the air arriving on each wheel in two opposite directions, so as to to turn the wheels in two opposite directions, to increase the efficiency of the wind turbine.
Le fait que les deux roues de l'éolienne tournent dans deux sens opposés permet de s'affranchir de l'effet gyroscopique, le moment du couple lié à la rotation d'une roue s'annulant avec le moment du couple lié à la rotation dans le sens opposé de l'autre roue. Cette éolienne décrite dans la demande internationale WO2008107411 A2 permet donc de s'affranchir de l'effet gyroscopique, mais présente toujours l'inconvénient selon lequel la surface utile est très inférieure à la surface alaire de l'éolienne, une grande partie du vent arrivant sur l'éolienne n'étant pas convertie en énergie électrique. La présente invention vise à surmonter les problèmes de l'état antérieur de la technique, et porte sur une éolienne, notamment à axe vertical, avec déflecteur, simple de structure, ne présentant sensiblement pas d'effet gyroscopique et dont toute la surface alaire constitue une surface utile, ce qui signifie que tout le vent incident sur la surface exposée au vent incident de l'éolienne est converti en énergie électrique. Dans un mode de réalisation préféré de l'éolienne de l'invention, seuls les rotors et facultativement le déflecteur tournent. Le corps de l'éolienne ne tournant pas, il n'y a pas de risque d'enroulement des câbles. Le coût du système anti-enroulement pour les câbles peut ainsi être économisé. De plus, le déflecteur comprend des parties d'obturation des cages de rotor qui créent un effet Venturi pour l'écoulement d'air incident sur l'éolienne et entrant dans l'éolienne. Un système de freinage, prévu pour arrêter la rotation de l'éolienne pour ne pas l'endommager en cas de vents de force importante, n'a pas besoin d'être un système de freinage sophistiqué. Des trappes sur les éléments d'obturation du déflecteur, s'ouvrant au-dessus d'une certaine vitesse de vent, permettent de freiner l'éolienne en découvrant l'intégralité de chaque cage de rotor vis-à- vis d'un flux d'air incident, ce qui a pour effet de freiner le rotor. Les systèmes électriques sont au sol, et sont donc facilement accessibles en vue d'une maintenance. Les systèmes électriques peuvent également se positionner en fonction de la configuration du site, la structure de l'éolienne compacte, où seuls les fils électriques sortent de l'éolienne, permettant une grande adaptabilité de l'éolienne. Enfin, l'éolienne de l'invention produit moins de vibrations, car il n'y a pas d'effet d'ombre des pales avec le mât de l'éolienne, les pales étant dans le carter de l'éolienne, il n'y a pas d'effet gyroscopique, du fait des sens de rotation opposés des deux rotors, et il n'y a pas de travail en porte-à-faux, les arbres en rotation étant maintenus aux deux extrémités dans le carter de l'éolienne. L'éolienne peut être placée sur un mât, mais permet également d'obtenir de bons rendements sans être placée en hauteur, en raison du fait que tout le vent incident sur l'entrée du déflecteur est converti en énergie mécanique puis électrique par les rotors. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, lorsque l'éolienne est placée en hauteur, le déflecteur peut être monté mobile en rotation par rapport au carter de l'éolienne, notamment au moyen d'un roulement à billes entre la paroi externe du carter et la paroi interne du déflecteur ou tout autre moyen équivalent, de telle sorte que le déflecteur est apte à tourner autour du carter. Un système de dérive sur le déflecteur peut avantageusement permettre de positionner le déflecteur de manière appropriée par rapport au vent incident. Le déflecteur peut également être fixe par rapport au carter. Dans ce cas, des moyens peuvent être prévus, lorsque l'éolienne est montée sur un mât, pour orienter l'éolienne par rapport au vent. Le déflecteur peut également être mû en rotation autour du carter de l'éolienne par un moteur. La présente invention a donc pour objet une éolienne comprenant un premier rotor, un deuxième rotor ayant le même axe de rotation que le premier rotor, les deux rotors étant aptes à tourner de manière indépendante autour de l'axe de rotation, chaque rotor étant en outre apte à être couplé à un moyen de conversion du mouvement de rotation du rotor en énergie, une face fonctionnelle telle que l'air incident sur l'éolienne par la face fonctionnelle est converti en énergie par l'éolienne, l'éolienne comprenant en outre des moyens d'obturation de l'air incident sur chaque rotor, lesdits moyens d'obturation définissant dans la face fonctionnelle pour chaque rotor une partie obturée de rotor et une partie non obturée de rotor séparées suivant la ligne médiane de la face fonctionnelle de même direction que l'axe de rotation des rotors, la partie obturée du premier rotor et la partie obturée de deuxième rotor étant situées de part et d'autre de la ligne médiane de la face fonctionnelle de même direction que l'axe de rotation des rotors, de telle sorte qu'un flux d'air incident sur la face fonctionnelle est orienté différemment sur chacun des rotors afin que les deux rotors aient des sens de rotation opposés, caractérisée par le fait que les moyens d'obturation sont agencés pour orienter un flux d'air incident sur ceux-ci vers une partie non-obturée de l'un et/ou l'autre des rotors. Avantageusement, l'éolienne est une éolienne à axe vertical. L'axe de l'éolienne correspond à l'axe de 5 rotation des rotors. L'éolienne peut être ouverte ou enfermée dans un carter, seul l'air passant par la face fonctionnelle permettant de produire de l'énergie (électricité). Les moyens d'obturation peuvent être des éléments 10 profilés. Les éléments profilés cachent de préférence une moitié de rotor sur la face fonctionnelle de l'éolienne, et sont inclinés afin que l'air incident sur ceux-ci soit déviés vers les moitiés non obturées des rotors. L'air incident sur un élément profilé peut être dirigé vers l'une 15 des parties non obturées, ou vers les deux, suivant le profil donné à l'élément d'obturation. Dans le cas d'une éolienne cylindrique, avec deux rotors juxtaposés dans un carter cylindrique, la face fonctionnelle correspond à la demi-surface latérale du 20 carter exposée à un écoulement d'air. Cette face fonctionnelle peut être fixe, le reste de l'éolienne étant dans un carter, ou mobile, un déflecteur sur l'éolienne étant alors mobile et délimitant, par sa face d'entrée d'air, la face fonctionnelle de l'éolienne. 25 Les moyens d'obturation peuvent être portés par un déflecteur monté devant la face fonctionnelle de l'éolienne. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'éolienne peut comporter en outre un carter 30 symétrique par rapport à l'axe de rotation des rotors, le déflecteur étant monté sur le carter mobile en rotation autour de l'axe de rotation des rotors, le déflecteur comprenant de préférence un moyen d'orientation du déflecteur par rapport à la direction du vent incident sur l'éolienne. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, le moyen d'orientation du déflecteur par rapport à la direction du vent incident sur l'éolienne peut être une dérive rattachée au déflecteur, ou un capteur de direction du vent couplé à un moteur électrique entraînant en rotation le déflecteur. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'éolienne peut comporter en outre un moyen de détection de force de vent supérieure à une valeur seuil couplé à un système de freinage de la rotation des rotors, le moyen de détection de force du vent actionnant le système de freinage pour arrêter la rotation des rotors lorsqu'une force de vent est supérieure à ladite valeur seuil. Chaque moyen d'obturation peut comprendre une trappe maintenue fermée par un moyen de rappel élastique dimensionné pour que la trappe s'ouvre lorsque la force du vent est supérieure à la valeur seuil, l'ouverture de la trappe freinant la rotation du rotor en découvrant la partie obturée de rotor vis-à-vis d'un flux d'air incident sur la face fonctionnelle de l'éolienne. La trappe constitue le moyen de freinage. Le moyen de rappel est en particulier un ressort. Le ressort, par sa constante de raideur, constitue également le moyen de détection de force de vent supérieure à une valeur seuil. En effet, lorsque la force du vent sur la trappe est supérieure à la force exercée par le ressort sur la trappe pour la maintenir fermée, la trappe s'ouvre, déclenchant ainsi le système de freinage. D'autres moyens de détection de la force du vent, liés à un système d'ouverture de trappe, peuvent également être envisagés. The fact that the two wheels of the wind turbine rotate in two opposite directions eliminates the gyroscopic effect, the moment of the torque linked to the rotation of a wheel being canceled with the torque moment linked to the rotation. in the opposite direction of the other wheel. This wind turbine described in the international application WO2008107411 A2 thus makes it possible to overcome the gyroscopic effect, but always has the disadvantage that the useful surface is much smaller than the wing surface of the wind turbine, a large part of the incoming wind on the wind turbine not being converted into electrical energy. The present invention aims to overcome the problems of the prior art, and relates to a wind turbine, in particular vertical axis, with deflector, simple structure, having substantially no gyroscopic effect and whose entire wing surface constitutes a useful area, which means that all the wind incident on the surface exposed to wind incident of the wind turbine is converted into electrical energy. In a preferred embodiment of the wind turbine of the invention, only the rotors and optionally the deflector rotate. The body of the wind turbine does not turn, there is no risk of winding cables. The cost of the anti-winding system for the cables can thus be saved. In addition, the baffle includes shutter portions of the rotor cages that create a Venturi effect for airflow incident on the wind turbine and entering the wind turbine. A braking system, designed to stop the rotation of the wind turbine so as not to damage it in the event of strong force winds, does not need to be a sophisticated braking system. Traps on the closing elements of the deflector, opening above a certain wind speed, allow braking the wind turbine by discovering the entirety of each rotor cage vis-à-vis a flow of incident air, which has the effect of braking the rotor. The electrical systems are on the ground, and are therefore easily accessible for maintenance. The electrical systems can also be positioned according to the configuration of the site, the structure of the compact wind turbine, where only the electric wires come out of the wind turbine, allowing a great adaptability of the wind turbine. Finally, the wind turbine of the invention produces less vibrations, because there is no shadow effect of the blades with the mast of the wind turbine, the blades being in the housing of the wind turbine, it is There is no gyroscopic effect, because of the opposite directions of rotation of the two rotors, and there is no work in cantilever, the rotating shafts being held at both ends in the housing of the rotor. 'wind turbine. The wind turbine can be placed on a mast, but also allows to obtain good yields without being placed in height, due to the fact that all the wind incident on the entry of the deflector is converted into mechanical energy then electric by the rotors . According to an advantageous characteristic of the invention, when the wind turbine is placed in height, the deflector may be rotatably mounted relative to the casing of the wind turbine, in particular by means of a ball bearing between the outer wall of the casing. and the inner wall of the deflector or any other equivalent means, such that the deflector is able to rotate around the housing. A drift system on the deflector may advantageously allow the deflector to be positioned appropriately with respect to the incident wind. The deflector can also be fixed relative to the housing. In this case, means may be provided, when the wind turbine is mounted on a mast, to orient the wind turbine relative to the wind. The baffle may also be rotated around the wind turbine housing by a motor. The subject of the present invention is therefore a wind turbine comprising a first rotor, a second rotor having the same axis of rotation as the first rotor, the two rotors being able to rotate independently around the axis of rotation, each rotor being in position. Furthermore capable of being coupled to a means of converting the rotational movement of the rotor into energy, a functional face such that the air incident on the wind turbine by the functional face is converted into energy by the wind turbine, the wind turbine comprising in addition to means for closing off the air incident on each rotor, said shut-off means defining in the functional face for each rotor a sealed portion of a rotor and an unclosed part of the rotor separated along the center line of the functional face of the rotor. same direction as the axis of rotation of the rotors, the closed portion of the first rotor and the closed portion of the second rotor being located on either side of the center line of the rotor. the functional face of the same direction as the axis of rotation of the rotors, such that a flow of air incident on the functional face is oriented differently on each of the rotors so that the two rotors have opposite directions of rotation, characterized in that the closure means are arranged to guide a flow of air incident thereon to an unsealed portion of one and / or the other of the rotors. Advantageously, the wind turbine is a vertical axis wind turbine. The axis of the wind turbine corresponds to the rotation axis of the rotors. The wind turbine can be opened or enclosed in a housing, only the air passing through the functional face to produce energy (electricity). The sealing means may be profiled elements. The profiled elements preferably conceal a rotor half on the functional face of the wind turbine, and are inclined so that the air incident on them is deflected to the unsealed half of the rotors. Air incident on a shaped member may be directed to one or both of the unsealed portions in the pattern given to the closure member. In the case of a cylindrical wind turbine, with two rotors juxtaposed in a cylindrical housing, the functional face corresponds to the half-lateral surface of the casing exposed to an air flow. This functional face can be fixed, the rest of the wind turbine being in a housing, or mobile, a deflector on the wind turbine being mobile and delimiting, by its air intake face, the functional face of the wind turbine. . The closure means may be carried by a deflector mounted in front of the functional face of the wind turbine. According to a particular characteristic of the invention, the wind turbine may further comprise a housing 30 which is symmetrical with respect to the axis of rotation of the rotors, the deflector being mounted on the rotating housing about the rotational axis of the rotors. , the deflector preferably comprising a deflector orientation means relative to the wind direction incident on the wind turbine. According to another particular characteristic of the invention, the means for orienting the deflector with respect to the wind direction incident on the wind turbine may be a drift attached to the deflector, or a wind direction sensor coupled to an electric motor driving in rotation the deflector. According to a particular characteristic of the invention, the wind turbine may further comprise a wind force detection means greater than a threshold value coupled to a braking system of rotation of the rotors, the wind force detecting means actuating the braking system for stopping rotation of the rotors when a wind force is greater than said threshold value. Each closure means may comprise a hatch held closed by an elastic return means dimensioned so that the hatch opens when the wind force is greater than the threshold value, the opening of the hatch braking the rotation of the rotor while discovering the closed portion of rotor vis-à-vis a flow of air incident on the functional face of the wind turbine. The trap is the means of braking. The return means is in particular a spring. The spring, by its stiffness constant, is also the wind force detection means greater than a threshold value. Indeed, when the wind force on the hatch is greater than the force exerted by the spring on the hatch to keep it closed, the hatch opens, thereby triggering the braking system. Other means of detecting the wind force, related to a hatch opening system, can also be envisaged.
Chaque rotor peut comprendre des pales s'étendant radialement à partir du centre du rotor, lesdites pales étant droites ou courbées dans la direction radiale. Each rotor may comprise blades extending radially from the center of the rotor, said blades being straight or curved in the radial direction.
Les deux rotors peuvent avoir le même diamètre, ou être de diamètre différents. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'éolienne peut comprendre un axe central qui est l'axe de rotation des deux rotors, une première partie de l'axe qui coopère avec le premier rotor de l'éolienne portant des moyens d'engrenage s'engrenant avec des moyens complémentaires portés par le premier rotor, la deuxième partie de l'axe qui coopère avec le second rotor de l'éolienne portant un élément formant inducteur d'une génératrice, ledit élément formant inducteur étant monté rotatif à l'intérieur d'un élément formant induit de la génératrice, l'élément formant induit portant des moyens d'engrenage s'engrenant avec des moyens complémentaires portés par le second rotor, de telle sorte que la génératrice formée comprend un inducteur entraîné en rotation par le premier rotor et un induit entraîné en rotation dans un sens contraire par le second rotor, l'éolienne comprenant également des moyens de récupération à partir de l'induit de l'énergie électrique ainsi générée. The two rotors may have the same diameter, or be of different diameter. According to a particular characteristic of the invention, the wind turbine may comprise a central axis which is the axis of rotation of the two rotors, a first part of the axis which cooperates with the first rotor of the wind turbine carrying means of rotation. gear meshing with complementary means carried by the first rotor, the second part of the axis which cooperates with the second rotor of the wind turbine carrying an inductor element of a generator, said inductor element being rotatably mounted to the inside an armature element of the generator, the armature element carrying gear means meshing with complementary means carried by the second rotor, so that the generator formed comprises an inductor driven in rotation by the first rotor and an armature driven in rotation in a contrary direction by the second rotor, the wind turbine also comprising recovery means from the armature of the electrical energy thus generated.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'éolienne peut comprendre un axe central qui est l'axe de rotation des deux rotors, ledit axe central étant relié à une génératrice de courant générant un courant électrique à partir du mouvement de rotation de l'axe central, chaque rotor étant relié à l'axe central au moyen d'un système de réduction à un ou plusieurs pignons entre le rotor et l'axe central, l'un des deux rotors ayant un nombre pair d'étages de réduction entre le rotor et l'axe central, et l'autre rotor ayant un nombre impair d'étages de réduction entre le rotor et l'axe central, de telle sorte que les rotors ayant des sens de rotation opposés font tourner l'axe central dans un unique sens de rotation. Le déflecteur peut former en outre un carénage s'évasant de l'éolienne vers l'extérieur, afin de produire un effet Venturi pour l'air incident sur le déflecteur. L'invention a également pour objet une structure de production d'énergie électrique comprenant plusieurs éoliennes telles que définies ci-dessus, empilées les unes sur les autres ou juxtaposées les unes à côté des autres Selon une caractéristique particulière de l'invention, les deux rotors peuvent générer indépendamment l'un de l'autre de l'énergie électrique, récupérée par des moyens de récupération de l'énergie sur l'éolienne. Chaque rotor peut donc être relié directement à un moyen de stockage et/ou de distribution d'électricité, de manière classique. According to a particular characteristic of the invention, the wind turbine may comprise a central axis which is the axis of rotation of the two rotors, said central axis being connected to a current generator generating an electric current from the rotational movement of the rotor. central axis, each rotor being connected to the central axis by means of a reduction system with one or more gears between the rotor and the central axis, one of the two rotors having an even number of stages of reduction between the rotor and the central axis, and the other rotor having an odd number of reduction stages between the rotor and the central axis, so that the rotors having opposite directions of rotation rotate the central axis in a single direction of rotation. The baffle may further form a fairing flaring out of the wind turbine to produce a Venturi effect for air incident on the baffle. The subject of the invention is also a structure for producing electrical energy comprising several wind turbines as defined above, stacked on one another or juxtaposed next to one another. According to one particular characteristic of the invention, the two rotors can generate independently of each other electrical energy, recovered by means of energy recovery on the wind turbine. Each rotor can therefore be connected directly to a means of storage and / or distribution of electricity, in a conventional manner.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'éolienne peut comprendre en outre un moyen de stockage de l'énergie électrique produite, de type batterie. Afin de mieux illustrer l'objet de la présente 25 invention, on va maintenant en décrire ci-après un mode de réalisation préféré, en référence au dessin annexé. Sur ce dessin: According to a particular characteristic of the invention, the wind turbine may further comprise a storage means of the electrical energy produced, battery type. In order to better illustrate the object of the present invention, a preferred embodiment will now be described below with reference to the accompanying drawing. On this drawing:
- la Figure 1 est une vue en perspective d'une éolienne 30 à axe vertical selon l'invention, avec un déflecteur selon une première variante de l'invention ; - la Figure 2 est une vue en perspective d'un déflecteur d'éolienne analogue au déflecteur de la Figure 1, selon une deuxième variante de l'invention ; - la Figure 3 est une vue éclatée de l'éolienne de la Figure 1, sans le déflecteur de la Figure 2 ; - Figure 1 is a perspective view of a vertical axis wind turbine 30 according to the invention, with a deflector according to a first embodiment of the invention; FIG. 2 is a perspective view of a wind turbine deflector similar to the deflector of FIG. 1, according to a second variant of the invention; - Figure 3 is an exploded view of the wind turbine of Figure 1, without the deflector of Figure 2;
- la Figure 4 est une vue en coupe du système de couplage entre les rotors de l'éolienne de la Figure 1 et le moyen de conversion du mouvement de rotation en énergie électrique ; - Figure 4 is a sectional view of the coupling system between the rotors of the wind turbine of Figure 1 and the conversion means of the rotational movement into electrical energy;
- la Figure 5 est une vue schématique en coupe du moyen de transfert vers l'extérieur de l'énergie électrique produite ; - Figure 5 is a schematic sectional view of the means of transfer to the outside of the electrical energy produced;
- les Figures 6a, 6b et 6c sont des vues de face de différentes éoliennes selon l'invention. - Figures 6a, 6b and 6c are front views of different wind turbines according to the invention.
Si l'on se réfère aux Figures des dessins, on peut voir qu'il y est représenté une éolienne à axe vertical 1 selon un mode de réalisation de l'invention. L'éolienne 1 selon l'invention comprend principalement un carter d'éolienne 2, sur lequel est monté 25 un déflecteur 3. Le carter d'éolienne 2 peut être monté sur un mât, ou peut être placé dans un écoulement d'air, de façon fixe. Le carter d'éolienne 2 est représenté plus en détail sur la Figure 3, et est de forme généralement 30 cylindrique, aplati, avec deux niveaux, un niveau supérieur 4 et un niveau inférieur 5, chaque niveau correspondant à une cage de rotor. Referring to the Figures of the drawings, it can be seen that there is shown a vertical axis wind turbine 1 according to one embodiment of the invention. The wind turbine 1 according to the invention mainly comprises a wind turbine housing 2, on which is mounted a deflector 3. The wind turbine housing 2 can be mounted on a mast, or can be placed in an air flow, in a fixed way. The wind turbine housing 2 is shown in more detail in FIG. 3, and is generally cylindrical in shape, flattened, with two levels, an upper level 4 and a lower level 5, each level corresponding to a rotor cage.
Le niveau supérieur 4 est constitué d'un rotor supérieur 6 pris en sandwich entre un plateau supérieur 8A et un plateau intermédiaire 8B parallèles, et le niveau inférieur 5 est constitué d'un rotor inférieur 7 pris en sandwich entre le plateau intermédiaire 8B et un plateau inférieur 8C parallèles. Le rotor supérieur 6 et le rotor supérieur 7 sont aptes à tourner dans leurs cages 4, 5 respectives, respectivement entre les plateaux supérieur 8A et intermédiaire 8B (pour le rotor supérieur 6), et les plateaux intermédiaire 8B et inférieur 8C (pour le rotor inférieur 7). Les plateaux supérieur 8A, intermédiaire 8B et inférieur 8C ont la forme de disques, sont de même diamètre, et de préférence métalliques, mais peuvent être en toute autre matière, par exemple en matière plastique rigide. Le plateau supérieur 8A et le plateau intermédiaire 8B d'une part, et le plateau intermédiaire 8B et le plateau inférieur 8C d'autre part, sont assemblés au moyen d'éléments de renfort 9, ayant la forme de tiges, de préférence métalliques, (non représentés sur la Figure 1 pour faciliter la lecture du dessin). Lesdits éléments de renfort 9 sont disposés à la périphérie des plateaux supérieur 8A, intermédiaire 8B et inférieur 8C, et sont vissés, soudés ou autrement fixés sur les plateaux 8A, 8B, 8C, afin de maintenir les plateaux 8A, 8B, 8C assemblés entre eux. Sur le mode de réalisation représenté sur les Figures, des trous 10 formés à la périphérie des plateaux 8A, 8B, 8C, régulièrement répartis sur la périphérie de chaque plateau 8A, 8B, 8C, permettent le vissage des éléments de renfort 9 sur les plateaux 8A, 8B, 8C. The upper level 4 consists of an upper rotor 6 sandwiched between an upper plate 8A and an intermediate plate 8B parallel, and the lower level 5 consists of a lower rotor 7 sandwiched between the intermediate plate 8B and a bottom plate 8C parallel. The upper rotor 6 and the upper rotor 7 are rotatable in their respective cages 4, 5, respectively between the upper and intermediate plates 8A 8B (for the upper rotor 6), and the intermediate plates 8B and lower 8C (for the rotor lower 7). The upper plates 8A, 8B intermediate and 8C lower are in the form of disks, are of the same diameter, and preferably metal, but may be in any other material, for example rigid plastic material. The upper plate 8A and the intermediate plate 8B on the one hand, and the intermediate plate 8B and the lower plate 8C on the other hand, are assembled by means of reinforcing elements 9, having the shape of rods, preferably metal, (not shown in Figure 1 to facilitate reading of the drawing). Said reinforcing elements 9 are arranged at the periphery of the upper plates 8A, 8B intermediate and 8C lower, and are screwed, welded or otherwise fixed on the trays 8A, 8B, 8C, to maintain the trays 8A, 8B, 8C assembled between them. In the embodiment shown in the figures, holes 10 formed at the periphery of the plates 8A, 8B, 8C, regularly distributed on the periphery of each plate 8A, 8B, 8C, allow the screwing of the reinforcing elements 9 on the trays. 8A, 8B, 8C.
Le rotor supérieur 6 comprend une pluralité de pales 11 identiques (toutes n'étant pas représentées sur la Figure 3 afin de faciliter la lecture de la Figure), régulièrement réparties angulairement sur le moyeu 12 du rotor supérieur 6, montées verticales sur le moyeu 12 et s'étendant radialement à partir de celui-ci, le plan moyen des pales 11 étant orthogonal aux plans des plateaux supérieur 8A et intermédiaire 8B. Dans le mode de réalisation représenté, les pales 11 du rotor supérieur 6 sont courbées dans la direction radiale, afin de permettre une meilleure prise de l'air. Le rotor inférieur 7 comprend également une pluralité de pales 13 identiques (toutes n'étant pas représentées sur la Figure 3 afin de faciliter la lecture de la Figure), régulièrement réparties angulairement sur le moyeu 14 du rotor inférieur 7 et s'étendant radialement à partir de celui-ci, le plan moyen des pales 12 étant orthogonal aux plans des plateaux intermédiaire 8B et inférieur 8C. The upper rotor 6 comprises a plurality of identical blades 11 (all not shown in Figure 3 to facilitate reading of the Figure) regularly distributed angularly on the hub 12 of the upper rotor 6, mounted vertically on the hub 12 and extending radially therefrom, the average plane of the blades 11 being orthogonal to the planes of the upper plates 8A and 8B intermediate. In the embodiment shown, the blades 11 of the upper rotor 6 are bent in the radial direction, to allow better air intake. The lower rotor 7 also comprises a plurality of identical blades 13 (all not shown in Figure 3 to facilitate reading of the Figure) regularly angularly distributed on the hub 14 of the lower rotor 7 and extending radially to from there, the average plane of the blades 12 being orthogonal to the planes of the intermediate plates 8B and lower 8C.
Dans le mode de réalisation représenté, les pales 13 du rotor inférieur 7 sont courbées dans la direction radiale, afin de permettre une meilleure prise de l'air. Il est à noter que les courbures des pales 11 du rotor supérieur 6 et des pales 13 du rotor inférieur 7 sont inversées, le rotor supérieur 6 correspondant au rotor inférieur 7 retourné. L'utilité de cette configuration, bien que non obligatoire, sera décrite plus en détail ci-après. Il est bien entendu que d'autres formes de pales peuvent être envisagées sans s'écarter de la portée de l'invention, par exemple des pales 11 ou 12 droites. Les rotors supérieur 6 et inférieur 7 sont montés rotatifs autour d'un axe vertical commun 15, de direction orthogonale aux plans des plateaux 8A, 8B, 8C, qui est l'axe de rotation des rotors. Dans le mode de réalisation représenté, cet axe de rotation constitue également l'axe de symétrie du carter d'éolienne 2. In the embodiment shown, the blades 13 of the lower rotor 7 are bent in the radial direction, to allow better air intake. It should be noted that the curvatures of the blades 11 of the upper rotor 6 and the blades 13 of the lower rotor 7 are reversed, the upper rotor 6 corresponding to the lower rotor 7 returned. The usefulness of this configuration, although not mandatory, will be described in more detail below. It is understood that other forms of blades can be envisaged without departing from the scope of the invention, for example blades 11 or 12 straight. The upper rotor 6 and lower 7 are rotatably mounted about a common vertical axis 15, of direction orthogonal to the planes of the plates 8A, 8B, 8C, which is the axis of rotation of the rotors. In the embodiment shown, this axis of rotation also constitutes the axis of symmetry of the wind turbine housing 2.
L'axe vertical 15 porte, dans sa partie située dans le niveau supérieur 4 du carter d'éolienne 2, un pignon cylindrique 16 de même direction que l'axe vertical 15, dont les dents 16a s'étendent longitudinalement sur sa surface externe pour s'engrener avec des rainures 17 correspondantes, de même direction que l'axe 15, formées dans le moyeu 12 du rotor supérieur 6. Le pignon 16 peut, par exemple, être monté soudé sur l'axe 15. Du vent arrivant sur le rotor supérieur 6 entraîne ainsi en rotation le rotor supérieur 6 par l'intermédiaire des pales 11, ledit rotor supérieur 6 en rotation entraînant à son tour en rotation l'axe 15 par l'intermédiaire du pignon 16 qui s'engrène avec les rainures 17 du moyeu 12. Dans la partie de l'axe vertical 15 située au niveau inférieur 5 du carter d'éolienne 2, l'axe vertical 15 porte un aimant 18 cylindrique, soudé sur l'axe vertical 15, ledit aimant 18 étant monté rotatif dans un pignon cylindrique 19, de même forme générale que le pignon cylindrique 16, mais présentant un alésage longitudinal central 20 dans lequel est introduit l'aimant cylindrique 18 lorsque le carter d'éolienne 2 est monté. Comme le pignon cylindrique 16, le pignon cylindrique creux 19 porte des dents longitudinales 19a sur sa surface externe, s'engrenant avec des rainures 21 correspondantes formées dans le moyeu 14 du rotor inférieur 7. Des paliers 22A, 22B et 22C, sont montés respectivement aux centres des plateaux supérieur 8A, intermédiaire 8B et inférieur 8C, et permettent à la fois la rotation libre de l'axe vertical 15 et son positionnement dans le carter 2 de l'éolienne 1. Comme on peut mieux le constater sur la Figure 4, le pignon cylindrique creux 19 et l'aimant 18 ont une longueur inférieure à la hauteur du moyeu 14 du rotor inférieur 7, afin de permettre de positionner des moyens de collecte de courant, comme cela sera décrit plus en détail ci-après. Une fois le carter 2 assemblé, le pignon cylindrique creux 19 et l'aimant 18 se trouvent dans la partie haute du moyeu 14 du rotor inférieur 7. Le pignon cylindrique creux 19 est un aimant, formant avec l'aimant 18 une génératrice d'électricité. Le pignon 19 forme l'induit de la génératrice d'électricité, tandis que l'aimant 18 forme l'inducteur. Un système de balais 23, relié à l'induit 19, est connecté à une bague 24, montée à la base de l'axe vertical 15 dans la partie inférieure du carter 2 de l'éolienne 1. La bague 24 est elle-même reliée par un câble électrique 25 à un circuit électrique externe, vers lequel est dirigée l'électricité produite par l'éolienne 1. Le câble électrique peut notamment comprendre les trois phases d'un courant triphasé, ainsi que deux fils permettant de capter la température au niveau de l'induit 19. Le fil électrique 25 passe vers l'extérieur du carter 2 à travers un trou 26 formé au voisinage du centre du plateau inférieur 8C. Ainsi, si le rotor supérieur 6 tourne, l'aimant 18 formant inducteur, entraîné par le rotor 6, créera un courant dans l'induit 19, lequel courant sera transmis à l'extérieur par l'intermédiaire des balais 23 et de la bague 24. The vertical axis 15 carries, in its part located in the upper level 4 of the wind turbine housing 2, a cylindrical pinion 16 of the same direction as the vertical axis 15, whose teeth 16a extend longitudinally on its outer surface to mesh with corresponding grooves 17, in the same direction as the axis 15, formed in the hub 12 of the upper rotor 6. The pinion 16 may, for example, be mounted welded on the axis 15. Wind arriving on the upper rotor 6 thus rotates the upper rotor 6 by means of the blades 11, said upper rotor 6 rotating in turn rotating the axis 15 through the pinion 16 which meshes with the grooves 17 of the hub 12. In the portion of the vertical axis 15 located at the lower level 5 of the wind turbine housing 2, the vertical axis 15 carries a cylindrical magnet 18, welded to the vertical axis 15, said magnet 18 being rotatably mounted in a cylindrical pinion 19, of the same general shape e that the cylindrical pinion 16, but having a central longitudinal bore 20 in which is introduced the cylindrical magnet 18 when the wind turbine housing 2 is mounted. Like the cylindrical pinion 16, the hollow cylindrical pinion 19 carries longitudinal teeth 19a on its outer surface, meshing with corresponding grooves 21 formed in the hub 14 of the lower rotor 7. Bearings 22A, 22B and 22C are respectively mounted at the centers of the upper plates 8A, 8B intermediate and 8C, and allow both the free rotation of the vertical axis 15 and its positioning in the casing 2 of the wind turbine 1. As can be seen better in Figure 4 , the hollow cylindrical pinion 19 and the magnet 18 have a length less than the height of the hub 14 of the lower rotor 7, to allow positioning of the current collection means, as will be described in more detail below. Once the casing 2 has been assembled, the hollow cylindrical pinion 19 and the magnet 18 are in the upper part of the hub 14 of the lower rotor 7. The hollow cylindrical pinion 19 is a magnet, forming with the magnet 18 a generatrix. electricity. The pinion 19 forms the armature of the electricity generator, while the magnet 18 forms the inductor. A brush system 23, connected to the armature 19, is connected to a ring 24, mounted at the base of the vertical axis 15 in the lower part of the casing 2 of the wind turbine 1. The ring 24 is itself connected by an electric cable 25 to an external electrical circuit to which the electricity produced by the wind turbine 1 is directed. The electric cable may in particular comprise the three phases of a three-phase current, as well as two wires making it possible to capture the temperature. at the armature 19. The electrical wire 25 passes out of the housing 2 through a hole 26 formed near the center of the lower plate 8C. Thus, if the upper rotor 6 rotates, the magnet 18 forming an inductor, driven by the rotor 6, will create a current in the armature 19, which current will be transmitted to the outside via the brushes 23 and the ring 24.
Si le rotor inférieur 7 tourne, la rotation autour de l'aimant 18 créera un courant dans l'induit 19, également transmis à l'extérieur par l'intermédiaire des balais 23 et de la bague 24. If the lower rotor 7 rotates, the rotation around the magnet 18 will create a current in the armature 19, also transmitted to the outside via the brushes 23 and the ring 24.
Les deux effets s'additionnent pour créer un courant plus important lorsque les deux rotors 6 et 7 tournent dans des sens contraires. Il est à noter qu'une autre mise en oeuvre non représentée sur les dessins peut être envisagée pour convertir le mouvement de rotation des rotors en énergie électrique. Chaque rotor peut en effet être couplé, par un système d'engrenages à un ou plusieurs pignons, à l'axe de la génératrice de courant. Un des rotors est couplé à l'axe de la génératrice avec un nombre pair d'étages de réduction entre ce premier rotor et l'axe de la génératrice, l'autre rotor étant couplé à la même génératrice avec un nombre impair d'étages de réduction entre le deuxième rotor et l'axe de la génératrice. Ainsi, les deux rotors contrarotatifs entraînent l'axe de la génératrice dans le même sens de rotation, ce qui augmente le courant électrique produit par la génératrice. En utilisant les mêmes rotors que dans la précédente mise en oeuvre, avec un axe de génératrice confondu avec l'axe de rotation des rotors et passant à travers les moyeux des rotors, on peut placer dans les moyeux des rotors, entre la paroi interne du rotor et l'axe de génératrice, un nombre pair d'étages de réduction entre le premier rotor et l'axe de génératrice, et un nombre impair d'étages de réduction entre le second rotor et l'axe de génératrice. Le déflecteur 3, représenté dans sa variante de la Figure 1 ou de la Figure 2, permet d'imposer deux sens de rotation contraires aux rotors 6 et 7 et de générer un effet Venturi. La courbure des pales 11 et 13 évoquée ci-dessus permet d'imposer encore davantage un sens de rotation à chaque rotor 6, 7, afin de s'assurer qu'ils tournent dans des sens contraires. Dans le mode de réalisation représenté, pour la variante de déflecteur de la Figure 1 comme pour la variante de déflecteur représentée sur la Figure 2, avec un carter d'éolienne 2 sensiblement cylindrique, le carter 3 a une forme généralement cylindrique avec un diamètre interne correspondant au diamètre externe du carter 2, pour être assemblé à celui-ci, et définit, lorsqu'il est monté sur le carter 2, une zone d'admission d'air s'étendant sur sensiblement la moitié de la surface latérale du carter 2. Both effects add up to create a larger current when both rotors 6 and 7 rotate in opposite directions. It should be noted that another implementation not shown in the drawings can be envisaged to convert the rotational movement of the rotors into electrical energy. Each rotor can indeed be coupled, by a gear system with one or more gears, to the axis of the current generator. One of the rotors is coupled to the axis of the generator with an even number of stages of reduction between this first rotor and the axis of the generator, the other rotor being coupled to the same generator with an odd number of stages of reduction between the second rotor and the axis of the generator. Thus, the two counter-rotating rotors drive the axis of the generator in the same direction of rotation, which increases the electric current produced by the generator. Using the same rotors as in the previous implementation, with a generatrix axis coinciding with the rotation axis of the rotors and passing through the hubs of the rotors, it is possible to place rotors in the hubs between the inner wall of the rotor. rotor and the generator axis, an even number of reduction stages between the first rotor and the generator axis, and an odd number of reduction stages between the second rotor and the generator axis. The deflector 3, shown in its variant of Figure 1 or Figure 2, makes it possible to impose two directions of rotation contrary to the rotors 6 and 7 and to generate a Venturi effect. The curvature of the blades 11 and 13 mentioned above makes it possible to impose even more a direction of rotation on each rotor 6, 7, to make sure that they rotate in opposite directions. In the embodiment shown, for the deflector variant of FIG. 1, as for the deflector variant shown in FIG. 2, with a substantially cylindrical wind turbine housing 2, the casing 3 has a generally cylindrical shape with an internal diameter. corresponding to the outer diameter of the casing 2, to be assembled thereto, and defines, when mounted on the casing 2, an air intake zone extending over substantially half of the lateral surface of the casing 2.
La surface latérale du déflecteur 3, généralement cylindrique comme indiqué ci-dessus, comprend quatre parties ouvertes 31, 32, 33, 34 et quatre parties fermées 35, 36, 37, 38, chaque partie, ouverte ou fermée, couvrant un huitième de la surface latérale totale du déflecteur 3, une partie ouverte n'étant pas adjacente à une autre partie ouverte et une partie fermée n'étant pas adjacente à une autre partie fermée, formant donc une surface latérale de déflecteur 3 avec quatre ouvertures correspondant aux quatre parties ouvertes 31, 32, 33, 34. The lateral surface of the deflector 3, generally cylindrical as indicated above, comprises four open parts 31, 32, 33, 34 and four closed parts 35, 36, 37, 38, each part, open or closed, covering one eighth of the total lateral surface of the deflector 3, an open portion not being adjacent to another open portion and a closed portion not being adjacent to another closed portion, thereby forming a deflector side surface 3 with four openings corresponding to the four parts open 31, 32, 33, 34.
Deux parties ouvertes 31, 32 et deux parties fermées 35, 36 forment la surface d'admission d'air du déflecteur 3, les deux autres parties ouvertes 33, 34 et les deux autres parties fermées 37, 38 formant la surface d'échappement d'air du déflecteur 3. Two open parts 31, 32 and two closed parts 35, 36 form the air intake surface of the baffle 3, the two other open parts 33, 34 and the two other closed parts 37, 38 forming the exhaust surface of the baffle plate. air of the deflector 3.
Les deux parties fermées 35, 36 de la surface d'admission d'air du déflecteur 3 sont des plans profilés, orientés de la périphérie du déflecteur 3 vers la partie centrale du déflecteur 3, de façon à diriger un flux d'air incident sur ces surfaces 35, 36 vers l'une ou l'autre des parties ouvertes 31, 32 de la surface d'admission d'air du déflecteur 3. Dans le mode de réalisation représenté sur les deux variantes des Figures 1 et 2, les surfaces 35, 36 sont orientées respectivement du bord supérieur 39 et du bord inférieur 40 du déflecteur 3 vers la partie centrale du déflecteur 3, de façon à orienter un flux d'air incident sur celles-ci respectivement vers les surfaces ouvertes 31 et 32, mais on pourrait également imaginer des surfaces fermées 35, 36, orientées respectivement d'un bord latéral gauche 41 et d'un bord latéral droit 42 (lorsqu'on regarde le déflecteur 3 de face comme sur les Figures 1 et 2) vers la partie centrale du déflecteur 3, de façon à orienter un flux d'air incident sur celles-ci respectivement vers les surfaces ouvertes 32 et 31. On pourrait également envisager un double profilage des surfaces 35, 36, de telle sorte que chaque surface fermée 35, 36 dévie une partie du flux d'air incident sur celles-ci vers les deux surfaces ouvertes 31 et 32. Toutes ces configurations sont envisagées dans la présente invention. Les surfaces fermées 37, 38, situées sur la face d'échappement du déflecteur 3 ne sont pas profilées comme les surfaces 35, 36, et permettent de diriger l'air sortant de l'éolienne 1 depuis chacun des rotors 6, 7. The two closed parts 35, 36 of the air intake surface of the deflector 3 are profiled planes, oriented from the periphery of the deflector 3 towards the central part of the deflector 3, so as to direct a flow of air incident on these surfaces 35, 36 towards one or the other of the open parts 31, 32 of the air intake surface of the deflector 3. In the embodiment shown in the two variants of FIGS. 1 and 2, the surfaces 35, 36 are oriented respectively from the upper edge 39 and the lower edge 40 of the deflector 3 to the central part of the deflector 3, so as to direct a flow of air incident thereon respectively to the open surfaces 31 and 32, but one could also imagine closed surfaces 35, 36, respectively oriented a left lateral edge 41 and a right lateral edge 42 (when looking at the deflector 3 from the front as in Figures 1 and 2) to the central portion of the deflector 3, so as to directing a flow of air incident thereon respectively to the open surfaces 32 and 31. One could also envisage a double profiling of the surfaces 35, 36, so that each closed surface 35, 36 deflects a part of the flow of air incident thereon to both open surfaces 31 and 32. All of these configurations are contemplated in the present invention. The closed surfaces 37, 38, located on the exhaust face of the deflector 3 are not profiled like the surfaces 35, 36, and allow directing the air leaving the wind turbine 1 from each of the rotors 6, 7.
Lesdites surfaces fermées 37, 38 présentent à leur extrémité une patte courbée, respectivement 37a, 38a, dirigée vers l'extérieur, pour mieux orienter le flux d'air sortant de l'éolienne 1. Les bords périphériques 39, 40, 41, 42 du déflecteur 3 s'évasent vers l'extérieur, pour permettre de capter un flux d'air plus important incident sur l'éolienne 1, et également pour permettre un effet Venturi, pour accélérer le flux d'air entrant dans l'éolienne 1. Said closed surfaces 37, 38 have at their end a bent tab, respectively 37a, 38a, directed outwards, to better orient the flow of air leaving the wind turbine 1. The peripheral edges 39, 40, 41, 42 the deflector 3 flare outward, to capture a larger airflow incident on the wind turbine 1, and also to allow a Venturi effect, to accelerate the flow of air entering the wind turbine 1 .
Des languettes 43, 44 s'étendent depuis chaque extrémité de la face d'admission d'air du déflecteur 3 vers l'arrière du déflecteur 3, et sont courbées vers l'extérieur pour servir de dérive à l'éolienne 1, afin de l'orienter correctement par rapport à un flux d'air incident afin que le plan moyen de la face d'admission d'air du déflecteur 3 soit perpendiculaire au flux d'air incident sur l'éolienne. La variante du déflecteur 3 représentée sur la Figure 1 diffère de celle représentée sur la Figure 2 en ce que des trappes, respectivement 45, 46, sont formées sur chacune des faces fermées 35, 36 de la face d'admission d'air du déflecteur 3, lesdites trappes 45, 46, étant maintenues fermées par un ressort 3, non représenté. Tabs 43, 44 extend from each end of the air intake face of deflector 3 towards the rear of deflector 3, and are bent outwardly to serve as a drift to wind turbine 1, in order to orienting it correctly with respect to an incident air flow so that the mean plane of the air intake face of the deflector 3 is perpendicular to the flow of air incident on the wind turbine. The variant of the deflector 3 shown in Figure 1 differs from that shown in Figure 2 in that traps, respectively 45, 46, are formed on each of the closed faces 35, 36 of the air intake face of the deflector 3, said traps 45, 46, being held closed by a spring 3, not shown.
La constante de raideur des ressorts fermant chacune des trappes 45, 46 est calculée pour que la trappe 45, 46 soit ouverte au-dessus d'une certaine force de vent incident sur l'éolienne 1, et fermée en dessous. L'ouverture de la trappe 45, 46 provoque un flux d'air incident équivalent sur chaque moitié des rotors 6, 7, ce qui a pour effet de freiner la rotation du rotor 6, 7, empêchant ainsi que l'éolienne 1 soit endommagée par des vents de force trop importante. D'autres systèmes de freinage peuvent également être envisagés par l'éolienne 1 de l'invention, tels que les systèmes classiques utilisés sur les éoliennes connues. De plus, un grillage aux mailles de dimensions adaptées (non représenté) pourra être installé sur la partie exposée au vent de ce déflecteur pour éviter l'intrusion d'oiseaux ou de tout autre corps volant dans l'éolienne, permettant ainsi d'éviter un dommage sur l'éolienne et de protéger les animaux. The stiffness constant of the springs closing each of the hatches 45, 46 is calculated so that the hatch 45, 46 is open above a certain wind force incident on the wind turbine 1, and closed below. The opening of the hatch 45, 46 causes an equivalent incident air flow on each half of the rotors 6, 7, which has the effect of braking the rotation of the rotor 6, 7, thus preventing the wind turbine 1 from being damaged. by winds of force too important. Other braking systems may also be envisaged by the wind turbine 1 of the invention, such as conventional systems used on known wind turbines. In addition, mesh meshes of suitable dimensions (not shown) may be installed on the windward portion of this deflector to prevent the intrusion of birds or any other body flying in the wind turbine, thereby avoiding damage to the wind turbine and protect the animals.
Il est bien entendu que le déflecteur 3 peut prendre une pluralité d'autres formes sans s'écarter de la portée de l'invention, pourvu qu'une moitié de la partie de la surface de chaque rotor exposée à l'entrée ou surface d'admission d'air du déflecteur 3 soit obturée par un élément d'obturation, les deux rotors n'ayant pas la même moitié de surface exposée obturée, l'élément d'obturation sur chaque rotor étant en outre profilé pour diriger l'air incident sur celui-ci vers la surface non obturée de l'un et/ou l'autre rotor. Egalement, comme mentionné ci-dessus, le déflecteur 3 peut être fixe par rapport au carter 2, ou mobile, le déflecteur 3 étant monté sur le carter 2 avec un roulement à billes interposé ou tout autre moyen équivalent, lui permettant de tourner autour du carter 2 pour s'orienter par rapport au vent, notamment au moyen d'une dérive, comme indiqué ci-dessus. Il est à noter que l'éolienne de l'invention peut être totalement fixe, le déflecteur étant fixé au carter lui-même fixe. L'éolienne serait alors typiquement placée dans un écoulement d'air fixe. L'éolienne peut également avoir un carter fixe, avec un déflecteur mobile en rotation autour du carter mobile. L'éolienne de l'invention peut également avoir le carter fixé au déflecteur, l'ensemble étant mobile. It is understood that the deflector 3 can take a plurality of other forms without departing from the scope of the invention, provided that half of the portion of the surface of each rotor exposed to the inlet or surface the air inlet of the deflector 3 is closed off by a closure element, the two rotors having not the same half of exposed surface closed, the closure element on each rotor being further profiled to direct the air incident on it towards the unsealed surface of one and / or the other rotor. Also, as mentioned above, the deflector 3 can be fixed relative to the casing 2, or movable, the deflector 3 being mounted on the casing 2 with an interposed ball bearing or any other equivalent means, allowing it to turn around the casing 2 to orientate with respect to the wind, in particular by means of a drift, as indicated above. It should be noted that the wind turbine of the invention can be totally fixed, the deflector being fixed to the housing itself fixed. The wind turbine would then typically be placed in a fixed airflow. The wind turbine may also have a stationary casing, with a movable baffle rotating around the mobile casing. The wind turbine of the invention may also have the casing fixed to the deflector, the assembly being movable.
L'éolienne peut enfin avoir à la fois le déflecteur mobile en rotation par rapport au carter, et un carter également mobile. Toutes ces mises en oeuvre de l'éolienne de l'invention sont envisagées selon la présente demande, notamment lorsque l'éolienne de l'invention doit être placée dans un écoulement d'air de direction changeante. Les Figures 6a, 6b et 6c illustrent différentes configurations que peut prendre l'éolienne selon l'invention, sans que ces configurations puissent être interprétées comme limitatives. On retiendra de ces configurations présentées que plus le rayon des rotors est grand, plus le couple de l'éolienne est important, pour une quantité de vent donnée. Plus le rayon des rotors est petit, plus la vitesse de rotation des rotors de l'éolienne est importante, pour une quantité de vent donnée. Ainsi par exemple, pour les éoliennes représentées sur les Figures 6a, 6b et 6c, et pour une même quantité de vent l'éolienne de la Figure 6a représente l'éolienne qui produira le couple le plus important, l'éolienne de la Figure 6c l'éolienne avec les rotors qui tourneront le plus vite, l'éolienne de la Figure 6b représentant un compromis entre ces deux caractéristiques extrêmes de couple et de vitesse des rotors. The wind turbine can finally have both the movable baffle rotating relative to the housing, and a casing also mobile. All these implementations of the wind turbine of the invention are envisaged according to the present application, especially when the wind turbine of the invention is to be placed in a changing direction air flow. Figures 6a, 6b and 6c illustrate different configurations that can take the wind turbine according to the invention, without these configurations can be interpreted as limiting. It will be noted from these presented configurations that the larger the radius of the rotors, the greater the torque of the wind turbine is important, for a given amount of wind. The smaller the radius of the rotors, the greater the speed of rotation of the rotors of the wind turbine, for a given amount of wind. For example, for the wind turbines shown in Figures 6a, 6b and 6c, and for the same amount of wind the wind turbine of Figure 6a represents the wind turbine that will produce the largest torque, the wind turbine of Figure 6c the wind turbine with the rotors that will rotate the fastest, the wind turbine of Figure 6b representing a compromise between these two extreme characteristics of torque and speed of the rotors.
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