FR3055032A1 - HORIZONTAL AXIS WIND MACHINE WITH ENHANCED ENERGY PRODUCTION - Google Patents
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Abstract
L'éolienne objet du présent brevet est caractérisée en premier lieu par sa constitution générale modulaire composée d'au moins un module indépendant, autonome et empilable dit « module aérogénérateur » (2) associé à une même structure dite « socle récepteur » (1). Chaque « module aérogénérateur » (2) dispose en son intérieur d'un axe de rotation horizontal placé perpendiculairement à l'axe du vent (AE) portant d'une part des ailettes périphériques prises en sandwich entre deux disques rotor principaux et d'autre part à chacune de ses extrémités un rotor auxiliaire, les disques rotor principaux et les rotors auxiliaires tournant respectivement à l'intérieur de stators fixes constituant ainsi une pluralité de générateurs électrique produisant l'énergie électrique restituée par le « socle récepteur» (1). La production d'énergie est régulée en intervenant sur le champ magnétique de chacun des générateurs électriques internes. Chacun des « module aérogénérateur » (2) dispose d'une entrée d'air (203) couvert préférablement d'une visière (204) et de tous les moyens de mise en fonctionnement (205) de réglage et de visualisation (206) ainsi que des moyens de connexion (305) (207) (307) au « socle récepteur » (1) ou à un autre «module aérogénérateur» (2). Le «socle récepteur» (1) propose un moyen de mise en fonctionnement (103) et de visualisation (104) ainsi que des moyens de connexion (107).The wind turbine object of the present patent is characterized in the first place by its modular general constitution composed of at least one independent module, autonomous and stackable said "aerogenerator module" (2) associated with the same structure called "receiving base" (1) . Each "aerogenerator module" (2) has inside its axis of horizontal rotation placed perpendicularly to the axis of the wind (AE) carrying on the one hand peripheral fins sandwiched between two main rotor discs and other at each of its ends, an auxiliary rotor is provided, the main rotor disks and the auxiliary rotors respectively rotating inside fixed stators thus constituting a plurality of electric generators producing the electrical energy restored by the "receiving base" (1). The production of energy is regulated by acting on the magnetic field of each of the internal electric generators. Each of the "wind turbine module" (2) has an air inlet (203) preferably covered by a visor (204) and all setting and display operating means (205) (206) and connecting means (305) (207) (307) to the "receiving pedestal" (1) or to another "aerogenerator module" (2). The "receiving base" (1) provides a means of operation (103) and display (104) as well as connection means (107).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE® FRENCH REPUBLIC
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 055 032 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)NATIONAL INSTITUTE OF INDUSTRIAL PROPERTY © Publication number: 3,055,032 (to be used only for reproduction orders)
©) N° d’enregistrement national : 16 01217©) National registration number: 16 01217
COURBEVOIE © IntCI8 COURBEVOIE © IntCI 8
F03 D 3/02 (2017.01), F 03 D 9/25F03 D 3/02 (2017.01), F 03 D 9/25
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1A1 PATENT APPLICATION
EOLIENNE A AXE HORIZONTAL ET A PRODUCTION D'ENERGIE RENFORCEE.WIND TURBINE WITH A HORIZONTAL AXIS AND A REINFORCED ENERGY PRODUCTION.
FR 3 055 032 - A1 _ L'éolienne objet du présent brevet est caractérisée en premier lieu par sa constitution générale modulaire composée d'au moins un module indépendant, autonome et empilable dit « module aérogénérateur » (2) associé à une même structure dite « socle récepteur » (1). Chaque « module aérogénérateur » (2) dispose en son intérieur d'un axe de rotation horizontal placé perpendiculairement à l'axe du vent (AE) portant d'une part des ailettes périphériques prises en sandwich entre deux disques rotor principaux et d'autre part à chacune de ses extrémités un rotor auxiliaire, les disques rotor principaux et les rotors auxiliaires tournant respectivement à l'intérieur de stators fixes constituant ainsi une pluralité de générateurs électrique produisant l'énergie électrique restituée par le « socle récepteur» (1 ). La production d'énergie est régulée en intervenant sur le champ magnétique de chacun des générateurs électriques internes. Chacun des « module aérogénérateur » (2) dispose d'une entrée d'air (203) couvert préférablement d'une visière (204) et de tous les moyens de mise en fonctionnement (205) de réglage et de visualisation (206) ainsi que des moyens de connexion (305) (207) (307) au « socle récepteur » (1) ou à un autre «module aérogénérateur» (2). Le «socle récepteur» (1) propose un moyen de mise en fonctionnement (103) et de visualisation (104) ainsi que des moyens de connexion (107).FR 3 055 032 - A1 _ The wind turbine object of this patent is characterized in the first place by its general modular constitution composed of at least one independent, autonomous and stackable module called "wind generator module" (2) associated with the same structure called "Receiving base" (1). Each “aerogenerator module” (2) has inside a horizontal axis of rotation placed perpendicular to the wind axis (AE) carrying on the one hand peripheral fins sandwiched between two main rotor discs and on the other share at each of its ends an auxiliary rotor, the main rotor discs and the auxiliary rotors respectively rotating inside fixed stators thus constituting a plurality of electric generators producing the electrical energy restored by the "receiving base" (1). Energy production is regulated by intervening on the magnetic field of each of the internal electric generators. Each of the “aerogenerator module” (2) has an air inlet (203) preferably covered with a visor (204) and all the means of operation (205) for adjustment and display (206) as well as connection means (305) (207) (307) to the “receiving base” (1) or to another “aerogenerator module” (2). The "receiving base" (1) provides a means of operation (103) and display (104) as well as connection means (107).
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EOLIENNE A AXE HORIZONTAL ET A PRODUCTION D'ENERGIE RENFORCEE.WIND TURBINE WITH A HORIZONTAL AXIS AND A REINFORCED ENERGY PRODUCTION.
L’invention concerne un aérogénérateur constitué d’une pluralité d’unités autonomes et empilables permettant d’adapter la production d’énergie électrique générée aux besoins souhaités en multipliant lesdites unités autonomes et cela en toute simplicité et rapidité.The invention relates to an aerogenerator consisting of a plurality of autonomous and stackable units making it possible to adapt the production of electrical energy generated to the desired needs by multiplying said autonomous units, and this in a simple and rapid manner.
Plus précisément, chacune des unités autonomes et empilables est constituée d’un rotor horizontal dont l’axe de rotation est placé de manière perpendiculaire à l’axe du vent, contrairement aux éoliennes dont l’axe horizontal est dans la même direction que l’axe du vent, la puissance d’énergie souhaitée étant renforcée par la multiplication des générateurs électriques axiaux.More specifically, each of the autonomous and stackable units consists of a horizontal rotor whose axis of rotation is placed perpendicular to the wind axis, unlike wind turbines whose horizontal axis is in the same direction as the axis of the wind, the desired energy power being reinforced by the multiplication of axial electric generators.
On sait que l’éolienne est la forme moderne du moulin à vent qui transforme l’énergie cinétique du vent en énergie mécanique puis en énergie électrique.We know that the wind turbine is the modern form of the windmill which transforms the kinetic energy of the wind into mechanical energy and then into electrical energy.
Les éoliennes aujourd’hui bien connues et de plus en plus présentes sur nos territoires sont vues comme des aérogénérateurs composés le plus souvent d’un mât permettant de placer un rotor à très grande hauteur pour opposer les très longues pales dudit rotor au souffle du vent.Wind turbines which are well known today and which are more and more present in our territories are seen as wind turbines, most often composed of a mast allowing a rotor to be placed at very high height to oppose the very long blades of said rotor against the breath of the wind. .
Le mât abrite généralement une partie des composants électriques et électroniques tels que commande, modulateur, multiplicateur, générateur, etc. II est réalisé en acier ou parfois en béton et supporte en son extrémité haute une nacelle abritant des composants mécaniques, pneumatiques, électriques ou électroniques liés au fonctionnement de la machine. La nacelle est orientable pour affronter les meilleurs vents.The mast generally houses part of the electrical and electronic components such as the control, modulator, multiplier, generator, etc. It is made of steel or sometimes of concrete and supports at its upper end a nacelle housing mechanical, pneumatic, electrical or electronic components linked to the operation of the machine. The nacelle is orientable to face the best winds.
Selon la profession, une éolienne se définie en fonction des caractéristiques aérodynamiques et électrotechniques à mettre en œuvre pour obtenir la production d’énergie souhaitée.According to the profession, a wind turbine is defined according to the aerodynamic and electrotechnical characteristics to be implemented to obtain the desired energy production.
On distingue donc des catégories désignées par les appellations « grand éolien », « moyen éolien » et « petit éolien » selon la puissance espérée qui est fonction de la vitesse du vent.A distinction is therefore made between the categories designated by the names "large wind", "medium wind" and "small wind" according to the expected power which is a function of the wind speed.
II est démontré que pour atteindre la puissance électrique maximale d’une éolienne la vitesse du vent optimale est d’environ 15m/seconde soit 55 Km/heure. Au dessous de cette vitesse, l’éolienne produit moins d’énergie, au-dessus de cette vitesse la production n’est pas plus importante et l’éolienne peut être bloquée pour éviter sa dégradation.It has been shown that to reach the maximum electrical power of a wind turbine, the optimal wind speed is around 15m / second, or 55 km / hour. Below this speed, the wind turbine produces less energy, above this speed the production is not more important and the wind turbine can be blocked to avoid its degradation.
Dans la catégorie du « petit éolien », catégorie à laquelle s'adresse prioritairement l'éolienne de la présente invention, l'orientation face au vent s'opère généralement par un aileron arrière à la manière d'une girouette.In the category of “small wind turbine”, a category to which the wind turbine of the present invention is primarily intended, the orientation facing the wind is generally effected by a rear spoiler in the manner of a wind vane.
Selon l'art antérieur, pour la plupart des éoliennes aujourd’hui en service et quelque soit leur catégorie, le rotor est orienté de telle manière que la direction du vent soit dans le même axe que l’axe de rotation du rotor, la rotation du rotor étant générée par la forme même des pales et l’écoulement du flux sur celles-ci. Chaque pale en rotation se comporte comme un gyroscope et du fait de la force de gravité qui s'exerce sur elle, est soumise à une force dite de précession.According to the prior art, for most wind turbines today in service and whatever their category, the rotor is oriented in such a way that the wind direction is in the same axis as the axis of rotation of the rotor, the rotation of the rotor being generated by the very shape of the blades and the flow flow thereon. Each rotating blade behaves like a gyroscope and due to the force of gravity exerted on it, is subjected to a force called precession.
Le « petit » éolien » désigne toutes les éoliennes d'une puissance nominale inférieure A 30 kilowatts (en Europe), raccordées au réseau électrique ou bien autonomes. Il vise à répondre à de petits besoins électriques et alimenter des appareils électriques (pompes, éclairage, chauffage etc.) de manière durable, principalement en milieu rural ou sur les véhicules (caravanes, camping cars, voiliers, etc.) et est parfois jumelé avec un ou plusieurs modules solaires photovoltaïques et un ensemble de batteries de stockage, car il y a souvent du vent en période peu ensoleillée et inversement.The “small” wind turbine designates all the wind turbines with a nominal power lower than 30 kilowatts (in Europe), connected to the electric network or autonomous. It aims to meet small electrical needs and supply electrical devices (pumps, lighting, heating etc.) in a sustainable manner, mainly in rural areas or on vehicles (caravans, camper vans, sailboats, etc.) and is sometimes combined with one or more photovoltaic solar modules and a set of storage batteries, because there is often wind in poor sunshine and vice versa.
Parmi le «petit éolien» on relève également l’éolien urbain, spécialement développé pour obtenir un faible niveau sonore et qui pour la plupart se compose d'éoliennes à axe vertical ou horizontal de puissance inférieure à 20 Kilowatts.Among the "small wind" we also note the urban wind, specially developed to obtain a low noise level and which for the majority consists of wind turbines with vertical or horizontal axis of power lower than 20 Kilowatts.
La présente invention préférablement de la catégorie du « petit éolien » se caractérise par la modularité et la simplicité de chaque module aisément associable à un autre module déjà actif, en améliorant le rendement par ladite association.The present invention, preferably in the “small wind” category, is characterized by the modularity and simplicity of each module which can easily be combined with another already active module, by improving the efficiency by said association.
En effet, il est connu qu'au-delà d’une certaine vitesse du vent, la production d'électricité d'une éolienne n’augmente plus limitant ainsi sa capacité.Indeed, it is known that beyond a certain wind speed, the production of electricity from a wind turbine no longer increases, thus limiting its capacity.
Un véhicule portant un aérogénérateur sera donc limité à une certaine puissance d’électricité générée et utilisable quelle que soit sa vitesse au-delà de la vitesse dite de production optimum.A vehicle carrying an aerogenerator will therefore be limited to a certain power of electricity generated and usable whatever its speed beyond the so-called optimum production speed.
L'auteur de la présente invention a donc imaginé la multiplication du nombre d’aérogénérateurs sur un même support et sur une même structure, chacun desdits aérogénérateur étant conçu de manière à fonctionner seul et indépendamment d'un autre aérogénérateur auquel i! est associé et générer une quantité d'énergie électrique optimum.The author of the present invention has therefore imagined the multiplication of the number of wind turbines on the same support and on the same structure, each of said wind turbines being designed so as to operate alone and independently of another wind turbine to which i! is associated and generate an optimum amount of electrical energy.
Pour augmenter la quantité d’électricité générée, le rotor à axe horizontal est actif dans au moins deux générateurs électriques placés à chacune des extrémités de l’axe de rotation de l’éolienne, contrairement aux éoliennes à axe horizontal actuelles dont la rotation du rotor intervient sur un seul générateur et à une seule extrémité de l’axe de rotation.To increase the amount of electricity generated, the horizontal axis rotor is active in at least two electric generators placed at each end of the axis of rotation of the wind turbine, unlike current horizontal axis wind turbines whose rotation of the rotor works on a single generator and at one end of the axis of rotation.
L’état de la technique révèle différents brevets portant sur des éoliennes à axe vertical ou à axe horizontal mais aucun dispositif modulaire capable d’accroître la production d'énergie électrique par multiplication d’unités dans une même structure, ni agissant sur au moins deux générateurs électriques pour produire l'énergie électrique souhaitée.The state of the art reveals various patents relating to wind turbines with vertical axis or with horizontal axis but no modular device capable of increasing the production of electrical energy by multiplication of units in the same structure, nor acting on at least two electric generators to produce the desired electrical energy.
On citera par exemple le brevet Européen d'origine taïwanaise CHUNG, CHUNNENG, n° EP 2 604 852 déposé le 16/12/2011 et publié lel 9/06/2013 qui fait état d’une éolienne à axe vertical comprenant deux rotors concentriques qui outre le fait qu'il se différencie du présent brevet par le positionnement de l'axe de rotation n’est associé qu'à un seul générateur d’énergie contrairement au dispositif du présent brevet qui agit sur deux générateurs électriques placés à chacune des extrémités de l'axe de rotation.We will cite for example the European patent of Taiwanese origin CHUNG, CHUNNENG, n ° EP 2 604 852 filed on 12/16/2011 and published on 9/06/2013 which reports a wind turbine with vertical axis comprising two concentric rotors which in addition to the fact that it differs from this patent by the positioning of the axis of rotation is associated with only one energy generator unlike the device of this patent which acts on two electric generators placed at each of ends of the axis of rotation.
Le dispositif CHUNG, ne décrit en aucune manière un dispositif empilable sur ou dans une même structure, description qui caractérise fondamentalement l'éolienne de la présente invention.The CHUNG device does not in any way describe a device that can be stacked on or in the same structure, a description which basically characterizes the wind turbine of the present invention.
On pourra citer également le brevet international d’origine coréenne CHANG SoonBoo, n° WO 2011/030977 déposé le 11/02/2010 et publié le 17/03/2011 qui décrit une éolienne à axe horizontal de même type que les éoliennes aujourd’hui installées dont la particularité réside dans le doublement des pales, mais qui n’active qu'un générateur électrique à une seule extrémité de l’axe de rotation contrairement au dispositif du présent brevet.We can also cite the international patent of Korean origin CHANG SoonBoo, n ° WO 2011/030977 filed on 02/11/2010 and published on 03/17/2011 which describes a wind turbine with horizontal axis of the same type as wind turbines today. hui installed whose particularity lies in the doubling of the blades, but which activates only an electric generator at one end of the axis of rotation unlike the device of this patent.
L’éolienne objet du présent brevet est caractérisée en premier lieu par sa constitution générale modulaire composée d'une pluralité d'unités indépendantes et autonomes réunies sur ou dans une même structure et en second lieu par la constitution de chacun des modules disposant d’un axe de rotation horizontal placé perpendiculairement à l’axe du vent et dont la conception et les aménagements conduisent à la multiplication des générateurs électriques.The wind turbine object of this patent is characterized firstly by its general modular constitution composed of a plurality of independent and autonomous units assembled on or in the same structure and secondly by the constitution of each of the modules having a horizontal axis of rotation placed perpendicular to the wind axis and whose design and layout lead to the multiplication of electric generators.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, l'éolienne modulaire à unités autonomes empilables et à axe horizontal actif sur une pluralité de générateurs électriques de l’invention se compose d’une structure réceptrice unique dite « socle récepteur», constituée préférablement d'un boîtier par exemple métallique et de forme parallélépipédique dont une des grandes faces est configurée et aménagée pour permettre la fixation immobilisée, orientable ou amovible, sur un support tel que par exemple le plan extérieur du pavillon supérieur d'un véhicule (automobile, caravane, mobil home etc., et l'autre grande face opposée est configurée et aménagée pour recevoir de manière fixe, orientable ou amovible le plan inférieur d'un module éolien indépendant et autonome dit « module aérogénérateur».According to the preferred embodiment of the invention, the modular wind turbine with stackable autonomous units and with an active horizontal axis on a plurality of electric generators of the invention consists of a single receiving structure called "receiving base", preferably constituted of a box, for example metallic and of parallelepipedal shape, one of the large faces of which is configured and arranged to allow immobilized, orientable or removable fixing, on a support such as for example the outside plane of the upper roof of a vehicle (automobile, caravan, mobile home etc., and the other large opposite face is configured and fitted out to receive in a fixed, orientable or removable manner the lower plane of an independent and autonomous wind module called "wind generator module".
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « socle récepteur » dispose en son intérieur de tous les composants, mécaniques, électriques et électroniques nécessaires à la récupération, la concentration, la gestion, l'orientation, l'amplification, la signalisation et le transport de l'énergie électrique générée par les « module aérogénérateur» qu'il supporte, notamment les éléments d'information et de signalisation de l'utilisateur dirigés vers l’extérieur. Il est aménagé pour permettre son refroidissement interne par pénétration d’air, par exemple des ouvertures orientées, des perforations, des grilles etc.According to the preferred embodiment of the invention, the “receptor base” has inside it all the mechanical, electrical and electronic components necessary for recovery, concentration, management, orientation, amplification, signaling and the transport of electrical energy generated by the “aerogenerator module” that it supports, in particular the information and signaling elements of the user directed outwards. It is arranged to allow its internal cooling by air penetration, for example oriented openings, perforations, grids etc.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « socle récepteur» dispose sur au moins une de ses faces d’au moins un réceptacle de connexion électrique enfichable (mâle ou femelle), pour recevoir directement ou par l’intermédiaire d’une liaison filaire et par simple geste la partie correspondante du connecteur électrique équipant chaque «module aérogénérateur». Ainsi lorsqu’un «module aérogénérateur » est ajouté par empilage sur un autre « module aérogénérateur » il est connecté directement ou par liaison filaire sur le « socle récepteur ».According to the preferred embodiment of the invention, the "receiving base" has on at least one of its faces at least one plug-in electrical connection receptacle (male or female), for receiving directly or through a wired connection and with a simple gesture the corresponding part of the electrical connector fitted to each "wind generator module". So when a "wind generator module" is added by stacking on another "wind generator module" it is connected directly or by wired connection to the "receiver base".
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, chaque «module aérogénérateur» est constitué d’un boîtier par exemple métallique ou en matière plastique et de préférence de forme parallélépipédique dont une des grandes faces est configurée et aménagée pour permettre la fixation immobilisée, orientable ou amovible, sur le plan supérieur du « socle récepteur» ou sur le plan supérieur d'un «module aérogénérateur» et l’autre grande face opposée est configurée et aménagée pour recevoir de manière fixe, orientable ou amovible le plan inférieur d’un « module aérogénérateur ».According to the preferred embodiment of the invention, each “aerogenerator module” consists of a housing, for example metallic or plastic and preferably of rectangular shape, one of the large faces of which is configured and arranged to allow immobilized fixing, orientable or removable, on the upper plane of the "receiving base" or on the upper plane of an "aerogenerator module" and the other large opposite face is configured and arranged to receive in a fixed, orientable or removable manner the lower plane of an "aerogenerator module".
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le boîtier de chaque « module aérogénérateur » présente sur au moins deux de ses faces latérales préférablement opposées, des ouvertures orientées pour d’une part recevoir le flux d'air entrant et d'autre part laisser s’écouler vers l'extérieur le flux d’air sortant. Lesdites ouvertures sont de forme, dimensions et constitution permettant au vent de s’engouffrer à l’intérieur du « module aérogénérateur», s'orienter vers les ailettes du rotor interne et quitter le « module aérogénérateur »According to the preferred embodiment of the invention, the housing of each “aerogenerator module” has, on at least two of its preferably opposite lateral faces, openings oriented so as to receive the incoming air flow on the one hand and on the other hand let the outgoing air flow flow outwards. Said openings are of shape, size and constitution allowing the wind to rush inside the "aerogenerator module", to orient itself towards the fins of the internal rotor and to leave the "aerogenerator module"
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « module aérogénérateur» dispose en son intérieur et animé librement en rotation sur au moins deux paliers fixes, un rotor horizontal dit «rotor maître» destiné à tourner librement autour de son axe horizontal dit «axe maître» sous l’effet du flux d’air entrant agissant directement sur une pluralité de pales réparties à la périphérie du rotor dudit « rotor maître ».According to the preferred embodiment of the invention, each “aerogenerator module” has internally and freely driven in rotation on at least two fixed bearings, a horizontal rotor called “master rotor” intended to rotate freely around its horizontal axis said "Master axis" under the effect of the incoming air flow acting directly on a plurality of blades distributed on the periphery of the rotor of said "master rotor".
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « rotor maître » de chacun des « module aérogénérateur », animé en rotation autour de son « axe maître » respectif, est constitué d’un corps préférablement cylindrique dit «corps de rotor» portant préférablement au centre de sa longueur et sur toute sa périphérie, une pluralité d'ailettes radiales dites «ailettes tournantes» réparties à égale distance l’une de l'autre.According to the preferred embodiment of the invention, the "master rotor" of each of the "wind generator module", driven in rotation about its respective "master axis", consists of a preferably cylindrical body called "rotor body" preferably carrying in the center of its length and over its entire periphery, a plurality of radial fins called "rotating fins" distributed at equal distance from each other.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, les «ailettes tournantes» du « corps de rotor » du « rotor maître » de chacun des « module aérogénérateur » sont prises en sandwich entre deux disques dits « disque rotor principal » solidaires du « corps de rotor », de matière, constitution, ef dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de rotor de générateur électrique, le diamètre extérieur de chacun de ces « disque rotor principal » étant préférablement inférieur au «diamètre fictif de rotation» constitué par les extrémités libres des «ailette tournante » animées en rotation autour de 1' « axe maître ».According to the preferred embodiment of the invention, the "rotating fins" of the "rotor body" of the "master rotor" of each of the "wind generator module" are sandwiched between two discs called "main rotor disc" integral with the " rotor body ", of material, construction, and dimensions adapted and compatible to function as an electric generator rotor, the outside diameter of each of these" main rotor discs "being preferably less than the" fictitious diameter of rotation "formed by the ends free of the "rotating vane" animated in rotation around the "master axis".
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, chaque « disque rotor principal » solidaire du « corps de rotor » de chacun des « module aérogénérateur » est animé en rotation autour de son « axe maître» respectif, à l'intérieur d'un stator fixe préférablement solidaire du « module aérogénérateur » et préférablement constitué d'un disque épais dit «disque stator générateur » de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de stator de générateur électrique, recouvrant tout ou partie de l'épaisseur du «disque rotor principal» tournant en son intérieur.According to the preferred embodiment of the invention, each “main rotor disk” integral with the “rotor body” of each of the “wind generator module” is driven in rotation around its respective “master axis”, inside of a fixed stator preferably secured to the “wind generator module” and preferably consisting of a thick disc known as a “generator stator disc” of material, constitution, and dimensions adapted and compatible to act as an electric generator stator, covering all or part of the thickness of the "main rotor disc" rotating inside.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, chacune des extrémités du «corps de rotor» horizontal tournant à l’intérieur de chacun des «module aérogénérateur» dispose d'un aménagement dit «rotor auxiliaire» de matière.According to the preferred embodiment of the invention, each end of the horizontal “rotor body” rotating inside each of the “wind generator module” has a so-called “auxiliary rotor” arrangement of material.
constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de rotor de générateur électrique, tournant autour de Γ « axe maître » et à l’intérieur d'un stator fixe dit « stator auxiliaire », préférablement solidaire du « module aérogénérateur » et de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de stator de générateur électrique.constitution, and dimensions adapted and compatible to function as an electric generator rotor, rotating around Γ "master axis" and inside a fixed stator called "auxiliary stator", preferably integral with the "aerogenerator module" and material , constitution, and dimensions adapted and compatible to act as an electric generator stator.
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, l’énergie électrique produite par chaque «module aérogénérateur», consécutivement d'une part, à la rotation de chacun des « disque rotor principal » du « rotor maître » de chaque « module aérogénérateur» à l’intérieur de chacun des «disque stator générateur» correspondant dudit «module aérogénérateur» et d'autre pari à la rotation de chacun des « rotor auxiliaire » à l'intérieur de chacun des « stator auxiliaire » dudit « module aérogénérateur », est transportée par voie filaire et connexion sur le « socle récepteur » au moyen de connecteur mâle ou femelles.According to the preferred embodiment of the invention, the electrical energy produced by each "wind generator module", on the one hand, following the rotation of each of the "main rotor disc" of the "master rotor" of each "wind generator module »Inside each of the« generator stator disc »corresponding to said« wind generator module »and other bet to the rotation of each of« auxiliary rotor »inside each of« auxiliary stator »of said« wind generator module » , is transported by wire and connection to the "receiving base" by means of male or female connectors.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’énergie électrique produite par chaque «module aérogénérateur», consécutivement d’une part, à la rotation de chacun des « disque rotor principal » du « rotor maître » de chaque « module aérogénérateur» à l’intérieur de chacun des «disque stator générateur» correspondant dudit «module aérogénérateur» et d'autre part à la rotation de chacun des «rotor auxiliaire» à l’intérieur de chacun des «stator auxiliaire» dudit « module aérogénérateur », est transportée par connexion directe de « module aérogénérateur » à « module aérogénérateur » associé, chacun des « module aérogénérateur» disposant des moyens et composants électriques et/ou électroniques pour recevoir les informations et l’énergie électrique issues d'un « module aérogénérateur » fonctionnellement associé et les transmettre à un autre «module aérogénérateur» fonctionnellement associé ou directement au «socle récepteur » du dispositif.According to another embodiment of the invention, the electrical energy produced by each “wind generator module”, on the one hand, following the rotation of each of the “main rotor discs” of the “master rotor” of each “wind generator module Inside each of the "generator stator discs" corresponding to said "wind generator module" and on the other hand to the rotation of each of the "auxiliary rotor" inside each of the "auxiliary stators" of said "wind generator module" , is transported by direct connection from the associated “wind generator module” to the associated “wind generator module”, each of the “wind generator module” having electrical and / or electronic means and components for receiving information and electrical energy from a “wind generator module »Functionally associated and transmit them to another functionally associated« aerogenerator module »or dir ectement to the “receiving base” of the device.
Le dispositif ici décrit dans le cas précis d’une application artisanale, n’est en aucune manière limité à cette seule application, il peut être mis en œuvre dans d'autres applications et selon d'autres modes de fabrication par exemple industriel.The device here described in the specific case of an artisanal application, is in no way limited to this single application, it can be implemented in other applications and according to other manufacturing methods, for example industrial.
La description suivante en regard des dessins annexés à titre d’exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.The following description with reference to the accompanying drawings by way of nonlimiting examples will allow a better understanding of how the invention can be put into practice.
La Figure 1 représente un exemple en perspective de l'éolienne de l’invention dont trois « module aérogénérateur » sont installés et connectés au « socle récepteur ».Figure 1 shows a perspective example of the wind turbine of the invention, three "wind generator module" are installed and connected to the "receiving base".
La figure 2 est une vue de face d'un empilage de trois « module aérogénérateur» connectés entre eux et au « socle récepteur ».Figure 2 is a front view of a stack of three "wind generator module" connected together and to the "receiving base".
La figure 3 montre un « module aérogénérateur » en vue de face.Figure 3 shows a "wind generator module" in front view.
La figure 4 est une vue en coupe longitudinale montrant l'intérieur d’un « module aérogénérateur ».Figure 4 is a longitudinal sectional view showing the interior of a "wind generator module".
L'éolienne objet du présent brevet est caractérisée en premier lieu par sa constitution générale modulaire composée d’au moins un module indépendant, autonome et empilable dit « module aérogénérateur » (2) associé à une même structure dite «socle récepteur» (1) chaque «module aérogénérateur» (2) présentant en son intérieur un axe de rotation horizontal dit «rotor maître» (201) placé perpendiculairement à l’axe du vent (AE) pour tourner autour d'un «axe maître» (200), portant d’une part des ailettes périphériques dites «ailettes tournantes » (202) prises en sandwich entre deux disque dits « disque rotor principal » (208) et tournant autour d’un axe dit « axe maître » (200) et d'autre part à chacune de ses extrémités un rotor dit «rotor auxiliaire» (209), les «disque rotor principal» (208) et les «rotor auxiliaire» (209) tournant respectivement à l’intérieur de stators fixes dits «disque stator générateur» (211) et de stators fixes dits «stator auxiliaire» (210) constituant ainsi une pluralité de générateurs électriques produisant l’énergie électrique restituée par le « socle récepteur» (1.)The wind turbine object of this patent is characterized in the first place by its general modular constitution composed of at least one independent, autonomous and stackable module called "wind generator module" (2) associated with the same structure called "receiving base" (1) each “wind generator module” (2) having inside a horizontal axis of rotation known as a “master rotor” (201) placed perpendicular to the wind axis (AE) to rotate around a “master axis” (200), bearing on the one hand peripheral fins called "rotating fins" (202) sandwiched between two discs called "main rotor disc" (208) and rotating around an axis called "master axis" (200) and other share at each of its ends a rotor called "auxiliary rotor" (209), the "main rotor disc" (208) and the "auxiliary rotor" (209) respectively rotating inside fixed stators called "generator stator disc" (211) and st fixed ators called "auxiliary stator" (210) thus constituting a plurality of electric generators producing the electrical energy restored by the "receiving base" (1.)
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'éolienne modulaire à unités autonomes empilables et à axe horizontal actif sur une pluralité de générateurs électriques de l’invention, se compose d'une structure réceptrice unique dite « socle récepteur» (1), constituée préférablement d’un boîtier par exemple métallique et préférablement de forme parallélépipédique dont une des grandes faces est configurée et aménagée pour permettre la fixation immobilisée, orientable ou amovible, sur un support tel que par exemple le plan extérieur du pavillon supérieur d’un véhicule (automobile, caravane, mobil home etc.) ou tout autre support et l’autre grande face opposée est configurée et aménagée pour recevoir de manière fixe, orientable ou amovible le plan inférieur d'un module éolien indépendant et autonome dit « module aérogénérateur » (2). (Voir Fig 1,2).According to the preferred embodiment of the invention, the modular wind turbine with stackable autonomous units and with an active horizontal axis on a plurality of electric generators of the invention, consists of a single receiving structure called "receiving base" (1 ), preferably consisting of a case, for example metallic and preferably of rectangular shape, one of the large faces of which is configured and arranged to allow fixed fixing, orientable or removable, on a support such as for example the external plane of the upper pavilion of a vehicle (automobile, caravan, mobile home etc.) or any other support and the other large opposite face is configured and arranged to receive in a fixed, orientable or removable manner the lower plane of an independent and autonomous wind module called "module aerogenerator '(2). (See Fig 1,2).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invenfion, le «socle récepteur» (1) dispose en son intérieur de tous les composants, mécaniques, électriques et électroniques nécessaires à la récupération, la concentration, la gestion, l’orientation, l'amplification, le réglage, la signalisation et le transport de l’énergie électrique générée par le ou les « module aérogénéraleur » (2) qu’il supporte, notamment les éléments de mise en fonctionnement (103), de réglage (105) du rendement de chaque « module aérogénérateur»(2), d’information et de signalisation à l'utilisateur (104), Il est aménagé pour permettre son refroidissement interne par pénétration d’air, par exemple la présence d'ouvertures orientées, de perforations, de grilles etc. (106) (voir Fig 1,2).According to the preferred embodiment of the invention, the "receiving base" (1) has inside it all the components, mechanical, electrical and electronic necessary for recovery, concentration, management, orientation, amplification, adjustment, signaling and transport of the electrical energy generated by the “aerogenerator module” (2) that it supports, in particular the elements for starting up (103), for adjusting (105) the output of each “aerogenerator module” (2), for information and signaling to the user (104), it is arranged to allow its internal cooling by air penetration, for example the presence of oriented openings, perforations, grids etc. (106) (see Fig 1,2).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « socle récepteur» (1) dispose sur au moins une de ses faces d'au moins un réceptacle de connexion électrique enfichables (107) (mâle ou femelles), pour recevoir par simple geste la partie correspondante du connecteur électrique (217) équipant chaque «module aérogénérateur» (2) ou le connecteur d'extrémité (307) de la liaison filaire (305). Ainsi lorsqu’un « module aérogénérateur» (2) est installé sur le « socle récepteur» (1) il est connecté directement par introduction de son connecteur électrique (217) dans le connecteur électrique ( 107) du « socle récepteur » ( 1 ) ou par introduction du connecteur électrique d'extrémité (307) de la liaison filaire (305) dans le connecteur électrique ( 107) du « socle récepteur » ( 1 ). (Voir Fig 1,2,3,4).According to the preferred embodiment of the invention, the "receiving base" (1) has on at least one of its faces at least one plug-in electrical connection receptacle (107) (male or female), to receive by simple gesture the corresponding part of the electrical connector (217) equipping each "wind generator module" (2) or the end connector (307) of the wire connection (305). Thus when a “wind generator module” (2) is installed on the “receiving base” (1) it is connected directly by introducing its electrical connector (217) into the electrical connector (107) of the “receiving base” (1). or by introduction of the electrical end connector (307) of the wire connection (305) into the electrical connector (107) of the "receiving base" (1). (See Fig 1,2,3,4).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, chaque « module aérogénérateur» (2) est constitué d'un boîtier par exemple métallique ou en matière plastique et préférablement de forme parallélépipédique dont une des grandes faces est configurée et aménagée pour permettre la fixation immobilisée, orientable ou amovible, sur le plan supérieur du « socle récepteur» (1) ou sur le plan supérieur d'un «module aérogénérateur» (2) et l’autre grande face opposée est configurée et aménagée pour recevoir de manière fixe, orientable ou amovible le plan inférieur d’un « module aérogénérateur » (2) (Vor Fig 1,2).According to the preferred embodiment of the invention, each "aerogenerator module" (2) consists of a housing, for example metallic or plastic and preferably of parallelepiped shape, one of the large faces of which is configured and arranged to allow attachment. immobilized, orientable or removable, on the upper plane of the "receiving base" (1) or on the upper plane of a "wind generator module" (2) and the other large opposite face is configured and arranged to receive fixedly, orientable or removable the lower plane of an "aerogenerator module" (2) (Vor Fig 1,2).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le boîtier de chaque « module aérogénérateur» (2) présente sur au moins deux de ses faces latérales préférablement opposées, des ouvertures orientées (203) préférablement surmontées d’une visière (204), lesdites ouvertures étant de forme, de dimensions et de constitution permettant de recevoir le flux d'air AE entrant, l’orienter vers les ailettes du rotor interne et le laisser s'écouler vers l'extérieur, il présente également et préférablement des moyens de mise en fonctionnement (205) de réglage (215) et des moyens de visualisation (206). (Voir Fig 1 )According to the preferred embodiment of the invention, the housing of each “wind generator module” (2) has on at least two of its preferably opposite lateral faces, oriented openings (203) preferably surmounted by a visor (204), said openings being of shape, dimensions and constitution making it possible to receive the incoming air flow AE, orient it towards the fins of the internal rotor and let it flow outwards, it also and preferably has means of activation (205) of adjustment (215) and display means (206). (See Fig 1)
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque «module aérogénérateur » (2) dispose en son intérieur et animé librement en rotation sur au moins deux paliers fixes, un rotor horizontal dit « rotor maître » (201 ) destiné à tourner librement autour de son axe horizontal dit « axe maître » (200) sous l'effet du flux d’air entrant (AE) agissant directement sur une pluralité d'« ailettes tournantes » (202) réparties à la périphérie dudit « rotor maître » (201 ). (voir Fig 4)According to the preferred embodiment of the invention, each "aerogenerator module" (2) has internally and freely driven in rotation on at least two fixed bearings, a horizontal rotor called "master rotor" (201) intended to rotate freely around its horizontal axis called “master axis” (200) under the effect of the incoming air flow (AE) acting directly on a plurality of “rotating fins” (202) distributed around the periphery of said “master rotor” ( 201). (see Fig 4)
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, le «rotor maître» (201) de chacun des « module aérogénérateur» (2), animé en rotation autour de son « axe maître» (200) respectif, est constitué d'un corps préférablement cylindrique dit « corps de rotor» (212) portant préférablement au centre de sa longueur et sur toute sa périphérie, une pluralité d’ailettes radiales dites «ailettes tournantes» (202) réparties à égale distance l'une de l’autre, (voir Fig 4).According to the preferred embodiment of the invention, the "master rotor" (201) of each of the "wind generator module" (2), driven in rotation around its respective "master axis" (200), consists of a preferably cylindrical body called "rotor body" (212) preferably carrying at the center of its length and over its entire periphery, a plurality of radial fins called "rotating fins" (202) distributed at equal distance from each other , (see Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, les « ailettes tournantes » (202) du «corps de rotor» (212) du «rotor maître» (201) de chacun des «module aérogénérateur » (2) sont prises en sandwich entre deux disques dits « disque rotor principal » (208) solidaires du « corps de rotor » (212), de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de rotor de générateur électrique, le diamètre extérieur de chacun de ces « disque rotor principal » (208) étant préférablement inférieur au « diamètre fictif de rotation » (DFR, constitué par les extrémités libres des « ailette tournante » (202) animées en rotation autour de Γ « axe maître » (200). (voir Fig 4).According to the preferred embodiment of the invention, the "rotating fins" (202) of the "rotor body" (212) of the "master rotor" (201) of each of the "aerogenerator module" (2) are sandwiched between two discs called "main rotor disc" (208) integral with the "rotor body" (212), of material, constitution, and dimensions adapted and compatible to act as an electric generator rotor, the outside diameter of each of these " main rotor disc "(208) being preferably less than the" fictitious diameter of rotation "(DFR, constituted by the free ends of the" rotating vane "(202) animated in rotation around Γ" master axis "(200). (see Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, chaque « disque rotor principal » (208) solidaire du « corps de rotor» (212) de chacun des « module aérogénérateur» (2) est animé en rotation autour de son « axe maître» (200) respectif, à l’intérieur d’un stator fixe préférablement solidaire du «module aérogénérateur» (2) et préférablement constitué d’un disque épais dit « disque stator générateur » (211) de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de stator de générateur électrique, recouvrant tout ou partie de l'épaisseur du « disque rotor principal » (208, tournant en son intérieur, (voir Fig 4).According to the preferred embodiment of the invention, each "main rotor disc" (208) integral with the "rotor body" (212) of each of the "wind generator module" (2) is rotated around its "master axis »(200) respective, inside a fixed stator preferably secured to the« aerogenerator module »(2) and preferably made up of a thick disc called« stator generator disc »(211) of material, constitution, and dimensions adapted and compatible to act as an electric generator stator, covering all or part of the thickness of the "main rotor disc" (208, turning inside, (see Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l’invention, chacune des extrémités du «corps de rotor» (212, horizontal tournant à l'intérieur de chacun des «module aérogénérateur» (2) dispose d’un aménagement dit «rotor auxiliaire» (209) de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de rotor de générateur électrique, tournant autour de Γ « axe maître » (200, et à l'intérieur d'un stator fixe dit «stator auxiliaire» (210), préférablement solidaire du « module aérogénérateur » (2) et de matière, constitution, et dimensions adaptées et compatibles pour faire fonction de stator de générateur électrique, (voir Fig 4).According to the preferred embodiment of the invention, each of the ends of the "rotor body" (212, horizontal rotating inside each of the "aerogenerator module" (2) has an arrangement called "auxiliary rotor" ( 209) of material, constitution, and dimensions adapted and compatible to function as an electric generator rotor, rotating around Γ "master axis" (200, and inside a fixed stator called "auxiliary stator" (210) , preferably integral with the “wind generator module” (2) and of material, constitution, and dimensions adapted and compatible to act as an electric generator stator, (see Fig 4).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l’énergie électrique produite par chaque «module aérogénérateur» (2), consécutivement d’une part, à la rotation de chacun des «disque rotor principal» (208) du «rotor maître» (212) de chaque «module aérogénérateur» (2) à l'intérieur de chacun des «disque stator générateur» (211) correspondant dudit «module aérogénérateur» (2, et d’autre part à la rotation de chacun des « rotor auxiliaire » (209) à l’intérieur de chacun des « stator auxiliaire » (210, dudit « module aérogénérateur» (2), est régulée en agissant selon les vitesses souhaitées et à partir du «socle récepteur» (1) sur le champs magnétique d'un ou plusieurs des générateurs internes de chaque « module aérogénérateur » (2) et transportée par voie filaire et connexion directe sur le « socle récepteur» (1) au moyen de connecteur mâle ou femelle (107, (207) (217). (voir Fig 1,2,4, 5).According to the preferred embodiment of the invention, the electrical energy produced by each "wind generator module" (2), on the one hand, following the rotation of each of the "main rotor disc" (208) of the "master rotor "(212) of each" wind generator module "(2) inside each of the" generator stator disc "(211) corresponding to said" wind generator module "(2, and secondly to the rotation of each of the" rotor auxiliary ”(209) inside each of the“ auxiliary stators ”(210, of said“ wind generator module ”(2), is regulated by acting at the desired speeds and from the“ receiving base ”(1) on the field magnetic of one or more of the internal generators of each "aerogenerator module" (2) and transported by wire and direct connection to the "receiving base" (1) by means of male or female connector (107, (207) (217 ) (see Fig 1,2,4,5).
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, l’énergie électrique produite par chaque «module aérogénérateur» (2), consécutivement d'une part, à la rotation de chacun des «disque rotor principal» (208) du «rotor maître» (201, de chaque «module aérogénérateur» (2, à l’intérieur de chacun des «disque stator générateur» 211) correspondant dudit «module aérogénérateur» (2, et d'autre part à la rotation de chacun des « rotor auxiliaire » (209) à l’intérieur de chacun des « stator auxiliaire » (210) dudit « module aérogénérateur» (2), est régulée en agissant selon les vitesses souhaitées et à partir du «socle récepteur» (1) sur le champs magnétique d’un ou plusieurs des générateurs internes de chaque «module aérogénérateur » (2) et transportée par connexion directe ou par voie filaire (305, à un « module aérogénérateur » (2, fonctionnellement associé, chacun des « module aérogénérateur» (2) disposant des moyens et composants électriques et/ou électroniques pour recevoir les informations et l’énergie électrique (107, (207, (217, issues d’un «module aérogénérateur» (2) fonctionnellement associé et les transmettre à un autre « module aérogénérateur » (2) fonctionnellement associé ou directement au « socle récepteur» (1, du dispositif, (voir Fig 1,2).According to another embodiment of the invention, the electrical energy produced by each “wind generator module” (2), on the one hand, following the rotation of each of the “main rotor disc” (208) of the “master rotor "(201, of each" wind generator module "(2, inside each of the" generator stator disc "211) corresponding to said" wind generator module "(2, and on the other hand to the rotation of each of the" auxiliary rotor »(209) inside each of the« auxiliary stator »(210) of said« wind generator module »(2), is regulated by acting at the desired speeds and from the« receiving base »(1) on the magnetic field one or more of the internal generators of each "wind generator module" (2) and transported by direct connection or by wire (305, to a "wind generator module" (2, functionally associated, each of the "wind generator module" (2) with the m electrical and / or electronic means and components for receiving information and electrical energy (107, (207, (217, originating from a functionally associated “aerogenerator module” (2) and transmitting them to another “aerogenerator module” ( 2) functionally associated or directly with the “receptor base” (1, of the device, (see Fig 1,2).
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