FR2968727A1 - Wind power device for use on roof of e.g. camping car, to transform wind energy into e.g. electrical energy, has blades including unit to unroll or roll up blades according to appreciably horizontal direction to deploy or fold up blades - Google Patents
Wind power device for use on roof of e.g. camping car, to transform wind energy into e.g. electrical energy, has blades including unit to unroll or roll up blades according to appreciably horizontal direction to deploy or fold up blades Download PDFInfo
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Abstract
Description
EOLIENNE VERTICALE REPLIABLE A ENVERGURE MODULABLE REPLIABLE VERTICAL WINDING MACHINE WITH MODULAR SIDING
L'invention se situe dans le domaine des dispositifs éoliens permettant de transformer l'énergie du vent en énergie mécanique ou électrique. L'invention s'adresse en particulier à des dispositifs éoliens présentant un rotor à axe de rotation vertical pouvant par exemple être montés sur le toit d'un véhicule. Plus précisément, l'invention concerne des dispositifs éoliens pouvant être repliés en vue de leur rangement. L'invention concerne également un procédé de dépliement et de repliement d'un dispositif éolien à axe vertical. The invention is in the field of wind turbine devices for transforming wind energy into mechanical or electrical energy. The invention is particularly intended for wind turbine devices having a rotor with a vertical axis of rotation that can for example be mounted on the roof of a vehicle. More specifically, the invention relates to wind devices that can be folded for storage. The invention also relates to a method of unfolding and folding a wind turbine device with a vertical axis.
L'emploi de dispositifs éoliens à axe vertical présente de nombreux avantages en comparaison des dispositifs éoliens, plus connus, à axe horizontal. Par exemple, ils génèrent peu de bruit, sont mis en mouvement quelque soit la direction du vent et même avec des vitesses de vent faible. Malheureusement ils présentent également le désavantage d'être volumineux et sont par conséquent difficilement escamotables en vue de leur utilisation en tant que source d'appoint d'énergie pouvant être montée par exemple sur le toit d'un véhicule. The use of vertical axis wind turbines has many advantages over the more well known horizontal axis wind turbines. For example, they generate little noise, are set in motion regardless of the direction of the wind and even with low wind speeds. Unfortunately they also have the disadvantage of being bulky and are therefore difficult to retract for use as a source of extra energy that can be mounted for example on the roof of a vehicle.
En effet, on comprendra qu'un dispositif éolien placé sur un véhicule doit pouvoir être déployé lorsque le véhicule est à l'arrêt et doit pouvoir être rangé lorsqu'il se déplace ou lorsque l'utilisateur n'en a pas l'utilité. Pour des raisons autant esthétiques qu'aérodynamiques, le rangement et/ou l'escamotage de tels dispositifs implique qu'ils présentent, une fois rangés, un encombrement aussi réduit que possible. De préférence, les opérations de déploiement ou de repliement et/ou d'escamotage du dispositif éolien doivent pouvoir être effectuées à distance par l'utilisateur sans qu'il ait besoin d'agir lui-même sur le dispositif. Indeed, it will be understood that a wind device placed on a vehicle must be able to be deployed when the vehicle is stationary and must be able to be stored when it moves or when the user does not use it. For reasons both aesthetic and aerodynamic, the storage and / or retraction of such devices implies that they have, once stored, a footprint as small as possible. Preferably, the operations of deployment or folding and / or retraction of the wind device must be remotely performed by the user without having to act on the device itself.
C'est pourquoi le document FR2904061 propose un dispositif permettant de dresser ou de coucher une éolienne placée sur le toit d'un camping car par le biais d'un vérin actionné par un moteur électrique. Cette solution, d'un simple escamotage, est destinée aux éoliennes à axe horizontal et est difficilement applicable aux dispositifs éoliens à axe vertical en raison de l'encombrement qu'ils présentent et il n'existe pas à l'heure actuelle de moyens de réduire cet encombrement de manière satisfaisante. This is why the document FR2904061 proposes a device for setting up or laying down a wind turbine placed on the roof of a camper by means of a cylinder actuated by an electric motor. This solution, a simple retraction, is intended for horizontal axis wind turbines and is difficult to apply to vertical axis wind turbines because of the congestion they present and there is currently no means of reduce this congestion satisfactorily.
Par ailleurs, il peut être intéressant d'adapter les dimensions des pales d'un dispositif éolien à la force du vent, par exemple pour éviter qu'il ne soit abimé par de violentes bourrasques. Ainsi, le document US5454694 présente une éolienne verticale à pales rétractables. Les pales se présentent sous forme d'une structure en U servant d'armature à une toile pouvant être enroulée sur elle-même à son extrémité inférieure. La hauteur présentée par la toile, et par là les dimensions de la pale, est variable et peut être adaptée en fonction de la force du vent. Néanmoins, que l'éolienne soit déployée ou non, le dispositif de l'art antérieur présente toujours le même encombrement du fait de la présence de la structure en U rigide servant de guide à la toile, ce qui ne permet pas son rangement ou son escamotage. Moreover, it may be interesting to adapt the blade dimensions of a wind turbine device to the force of the wind, for example to prevent it from being damaged by violent squalls. Thus, document US5454694 discloses a vertical wind turbine with retractable blades. The blades are in the form of a U-shaped structure serving as a frame for a web that can be wound on itself at its lower end. The height presented by the canvas, and therefore the dimensions of the blade, is variable and can be adapted according to the strength of the wind. Nevertheless, whether the wind turbine is deployed or not, the device of the prior art still has the same size due to the presence of the rigid U-shaped structure serving as a guide to the fabric, which does not allow its storage or retraction.
L'invention a pour objectif de palier les inconvénients présentés par l'art antérieur en proposant à l'homme du métier un nouveau dispositif éolien à axe vertical pouvant être replié en vue de son rangement et/ou de son escamotage de sorte à présenter une fois replié un encombrement aussi réduit que possible et de préférence pouvant adapter les dimensions de ses pales en fonction de la vitesse du vent. The object of the invention is to overcome the disadvantages presented by the prior art by proposing to the person skilled in the art a new vertical axis wind device which can be folded in order to be stored and / or retracted so as to present a folded space as small as possible and preferably can adapt the dimensions of its blades according to the wind speed.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif éolien présentant un rotor à axe vertical comprenant un cylindre rotatif duquel s'étendent au moins deux pales souples, remarquable en ce que les pales sont enroulables sur elles-mêmes et en ce qu'il présente des moyens pour dérouler ou enrouler les pales selon une direction sensiblement horizontale de telle sorte à les déployer ou les replier. Avantageusement, le déploiement ou le repliement des pales modifie l'envergure présentée par le dispositif, c'est-à-dire qu'il modifie le diamètre total présenté par le dispositif éolien, et donc son encombrement. For this purpose, the invention relates to a wind turbine device having a rotor with a vertical axis comprising a rotary cylinder of which extend at least two flexible blades, remarkable in that the blades are rollable on themselves and in that it has means for unwinding or winding the blades in a substantially horizontal direction so as to deploy or fold. Advantageously, the deployment or folding of the blades changes the scale presented by the device, that is to say, it changes the total diameter presented by the wind turbine device, and therefore its size.
Par exemple, les pales sont déroulées depuis le cylindre rotatif, de préférence le déroulement ou l'enroulement des pales modifie l'envergure du dispositif. De préférence encore, les pales s'enroulent sur elles-mêmes à l'intérieur du cylindre rotatif. For example, the blades are unwound from the rotating cylinder, preferably the winding or winding of the blades changes the size of the device. More preferably, the blades are wound on themselves within the rotary cylinder.
Eventuellement, lesdits moyens sont configurés pour déployer les pales radialement par rapport au cylindre rotatif. Optionally, said means are configured to deploy the blades radially relative to the rotary cylinder.
Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, les pales sont fixées par un de leurs bords verticaux à au moins un arbre enrouleur et sont aptes à être enroulées sur ledit arbre enrouleur, de préférence au moins deux pales sont enroulées l'une sur l'autre sur un même arbre enrouleur. According to a preferred embodiment of the invention, the blades are fixed by one of their vertical edges to at least one winding shaft and are able to be wound on said winding shaft, preferably at least two blades are wound one on the other on the same winding shaft.
Optionnellement, le cylindre rotatif est creux et au moins un arbre enrouleur est disposé à l'intérieur dudit cylindre rotatif. Optionally, the rotary cylinder is hollow and at least one winding shaft is disposed inside said rotary cylinder.
De manière avantageuse, le cylindre rotatif présente sur sa paroi des fentes longitudinales autorisant le passage des pales, de préférence les fentes sont équipées de moyens de guidage desdites pales. Advantageously, the rotary cylinder has on its wall longitudinal slots allowing the passage of the blades, preferably the slots are provided with guide means of said blades.
Eventuellement, au moins un arbre enrouleur est disposé à l'extérieur du cylindre rotatif. Optionally, at least one winding shaft is disposed outside the rotary cylinder.
Par exemple, la mise en rotation d'au moins un arbre enrouleur pour le déroulement ou l'enroulement des pales est motorisée. For example, the rotation of at least one winding shaft for unwinding or winding the blades is motorized.
Préférentiellement, au moins un arbre enrouleur est soumis à l'effort de moyens élastiques de rappel dans le sens de l'enroulement.30 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, au moins une pale présente un bord d'amorce relié à au moins un bras de support configuré pour éloigner ou rapprocher le bord d'amorce du cylindre rotatif et/ou servir d'armature à la pale. Preferably, at least one retractor shaft is subjected to the force of elastic return means in the direction of winding. According to a preferred embodiment of the invention, at least one blade has a primer edge connected to at least one support arm configured to move the primer edge away from or closer to the rotating cylinder and / or serve as a reinforcement to the blade.
Eventuellement, au moins une pale présente une barre de tirage sur son bord d'amorce, de préférence au moins un bras de support est lié à rotation à ladite barre de tirage par une de ses extrémités. Optionally, at least one blade has a pull bar on its primer edge, preferably at least one support arm is rotatably connected to said pull bar by one of its ends.
Selon une variante de l'invention, l'extrémité du bras de support qui n'est pas lié à la pale est monté mobile dans une glissière portée par le cylindre rotatif et s'étendant selon sa hauteur. De préférence, le dispositif selon l'invention présente des moyens motorisés pour imprimer à l'extrémité du bras de support monté dans la glissière un mouvement de translation le long de cette glissière dans un sens ou dans l'autre. According to a variant of the invention, the end of the support arm which is not connected to the blade is movably mounted in a slide carried by the rotary cylinder and extending along its height. Preferably, the device according to the invention has motorized means for printing at the end of the support arm mounted in the slide a translational movement along the slide in one direction or the other.
Selon une autre variante de l'invention, le bras de support est un bras articulé extensible et en ce que l'extrémité du bras de support qui n'est pas lié à la pale est fixé sur le cylindre rotatif. According to another variant of the invention, the support arm is an articulated extensible arm and in that the end of the support arm which is not connected to the blade is fixed on the rotary cylinder.
De manière avantageuse, le dispositif selon l'invention comprend une unité de commande configurée pour commander le déploiement et ou le repliement des pales selon une amplitude choisie, de préférence l'amplitude de déploiement des pales est fonction de la vitesse de rotation du rotor. Advantageously, the device according to the invention comprises a control unit configured to control the deployment and or the folding of the blades to a chosen amplitude, preferably the amplitude of deployment of the blades is a function of the speed of rotation of the rotor.
Eventuellement, il comprend en outre des moyens pour dresser ou coucher le rotor, de préférence ces moyens sont configurés pour être actionnés uniquement lorsque les pales sont repliées. Optionally, it further comprises means for setting or setting the rotor, preferably these means are configured to be operated only when the blades are folded.
L'invention a également pour objet un véhicule comprenant un dispositif éolien tel que défini plus avant. The invention also relates to a vehicle comprising a wind device as defined above.
On aura compris à la lecture de cette définition que la mise en oeuvre de l'invention consiste à pouvoir déployer ou replier les pales d'un dispositif éolien vertical de manière continue depuis une position repliée où le dispositif présente un faible encombrement jusqu'à une position de déploiement maximal où les pales du dispositif sont totalement déployées et présentent leur taille maximale. En d'autres termes, l'invention consiste à modifier l'envergure d'un dispositif éolien. Avantageusement, la mise en oeuvre de l'invention permet d'arrêter l'opération de déploiement des pales à une position quelconque de sorte à obtenir un dispositif éolien présentant des pales de dimension inférieure aux dimensions qu'elles présentent lorsqu'elles sont totalement déployées. L'invention consiste donc à pouvoir à la fois replier une éolienne et en adapter ses dimensions en fonction des besoins ou des conditions météorologiques. Le dispositif éolien selon l'invention permet de prendre en compte en continu la force du vent appliquée sur les pales et d'adapter leurs dimensions en conséquent. L'invention consiste à pouvoir activer automatiquement les opérations d'enroulage et/ou de déroulage des pales d'un dispositif éolien en fonction de la vitesse de rotation du rotor. L'invention consiste à pouvoir escamoter les pales afin de pouvoir ranger facilement le dispositif éolien. Le repliement des pales selon l'invention permet de diminuer le volume présenté par le dispositif éolien. Cet escamotage ou repliement des pales se fait en direction du cylindre rotatif du dispositif. L'invention propose un dispositif éolien dont les pales sont rétractables et dont les éléments éventuels d'armature permettant de rigidifier les ailes se rétractent avec les pales. Contrairement à l'art antérieur où seule la voile tendue entre les armatures d'une pale pouvait se rétracter, l'invention propose de rétracter intégralement la pale à savoir de rétracter à la fois la voile et les éléments d'armature. De ce fait, la place occupée par l'éolienne pliée ne dépendant pas de la largeur des pales mais uniquement de leur hauteur. L'invention est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet d'équiper des véhicules avec des dispositifs éoliens pouvant présenter une grande envergure. En d'autres termes, l'invention consiste à pouvoir étirer les pales depuis leur compartiment de rangement central afin de leur donner un déploiement choisi en fonction de la vitesse du vent et à pouvoir les escamoter dans ledit compartiment de rangement lorsqu'on veut ranger le dispositif éolien. It will be understood from reading this definition that the implementation of the invention consists in being able to deploy or fold the blades of a vertical wind device continuously from a folded position where the device has a small space up to a maximum deployment position where the blades of the device are fully deployed and have their maximum size. In other words, the invention consists in modifying the span of a wind turbine device. Advantageously, the implementation of the invention makes it possible to stop the blade deployment operation at any position so as to obtain a wind turbine device having blades of dimension less than the dimensions they present when they are fully deployed. . The invention therefore consists in being able to both fold up a wind turbine and adapt its dimensions according to the needs or weather conditions. The wind device according to the invention makes it possible to take into account continuously the force of the wind applied to the blades and to adapt their dimensions accordingly. The invention consists in being able to automatically activate the winding and / or unwinding operations of the blades of a wind turbine device as a function of the speed of rotation of the rotor. The invention consists in being able to retract the blades in order to easily store the wind device. The folding of the blades according to the invention makes it possible to reduce the volume presented by the wind turbine device. This retraction or folding of the blades is in the direction of the rotating cylinder of the device. The invention proposes a wind turbine device whose blades are retractable and whose possible elements of reinforcement for stiffening the wings retract with the blades. Unlike the prior art where only the sail stretched between the armatures of a blade could retract, the invention proposes to retract integrally the blade to know to retract both the sail and the reinforcing elements. Therefore, the place occupied by the wind turbine folded does not depend on the width of the blades but only their height. The invention is particularly advantageous in that it can equip vehicles with wind devices that can have a large span. In other words, the invention consists in being able to stretch the blades from their central storage compartment to give them a deployment chosen according to the speed of the wind and to be able to retract them into said storage compartment when you want to tidy up the wind device.
L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement au vu de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : - Les figures 1 a et 1 b présentent des vues de face et de dessus d'un dispositif éolien selon l'invention dont les pales sont repliées. - Les figures 2a et 2b présentent des vues de face et de dessus d'un dispositif éolien selon l'invention dont les pales sont entièrement déployées. - Les figures 3a et 3b présentent des vues de face et de dessus d'une variante d'un dispositif éolien selon l'invention dont les pales sont dans une position de déploiement intermédiaire. - Les figures 4 et 5 présentent un dispositif éolien selon l'invention présentant des moyens de déploiement des pales en position repliée et déployée. - La figure 6 présente un dispositif éolien selon l'invention dans une position semidéployée et présentant un autre exemple de moyens de déploiement des pales pouvant être mis en oeuvre dans le cadre de l'invention. The invention will be well understood and other aspects and advantages will become apparent from the following description given by way of example with reference to the accompanying drawing plates in which: FIGS. 1a and 1b show views of face and top of a wind device according to the invention whose blades are folded. - Figures 2a and 2b show front and top views of a wind device according to the invention, the blades are fully deployed. FIGS. 3a and 3b show front and top views of a variant of a wind turbine device according to the invention, the blades of which are in an intermediate deployment position. - Figures 4 and 5 show a wind device according to the invention having means for deploying the blades in the folded and deployed position. FIG. 6 shows a wind turbine device according to the invention in a semideployed position and presenting another example of blade deployment means that can be used in the context of the invention.
20 On se référera en premier lieu aux figures la et 1 b représentant un exemple de dispositif éolien (1) selon l'invention dont les pales (5) sont repliées. Un tel dispositif (1) est apte à transformer l'énergie éolienne en énergie électrique ou mécanique par des moyens bien connus de l'homme du métier et qui ne seront pas décrits plus avant dans le présent mémoire. Selon l'invention, les pales (5) sont enroulées sur 25 elles-mêmes lors de leur repliement autour d'un arbre enrouleur (9). Il est ainsi défini, pour chaque pale (5), un bord d'amorce qui constitue l'extrémité libre de la pale (5), un bord opposé au bord d'amorce qui est lié à l'arbre enrouleur (9) et deux bords latéraux dont les dimensions définissent la largeur maximale pouvant être atteinte par la pale (5). Selon un mode de réalisation de l'invention, le cylindre 30 rotatif (3) présente une structure creuse dimensionnée pour recevoir les pales (5) enroulées par exemple autour d'un arbre enrouleur (9). Le cylindre rotatif (3) 15 présente des fentes (7) s'étendant longitudinalement et par lesquelles les pales (5) peuvent entrer et sortir du cylindre rotatif (3). De préférence le dispositif éolien (1) présente des moyens de guidage pour aider au glissement des pales (5) au travers des fentes (7). Ces moyens peuvent par exemple comprendre des rouleaux longitudinaux (non représentés). Reference will firstly be made to FIGS. 1a and 1b showing an example of a wind device (1) according to the invention, the blades (5) of which are folded. Such a device (1) is able to transform wind energy into electrical or mechanical energy by means well known to those skilled in the art and which will not be described further herein. According to the invention, the blades (5) are wound on themselves when they are folded around a winding shaft (9). It is thus defined, for each blade (5), a primer edge which constitutes the free end of the blade (5), an edge opposite the primer edge which is connected to the winding shaft (9) and two lateral edges whose dimensions define the maximum width that can be reached by the blade (5). According to one embodiment of the invention, the rotary cylinder (3) has a hollow structure sized to receive the blades (5) wound for example around a winding shaft (9). The rotating cylinder (3) has slits (7) extending longitudinally and through which the blades (5) can enter and exit the rotating cylinder (3). Preferably the wind turbine device (1) has guide means for assisting the sliding of the blades (5) through the slots (7). These means may for example comprise longitudinal rollers (not shown).
Les figures 2a et 2b illustrent la position déployée du dispositif éolien (1) selon l'invention dans lequel les pales (5) sont déroulées et s'étendent de toute leur largeur depuis le cylindre rotatif (3). Comme on le comprend immédiatement, le dispositif selon l'invention permet de négliger la largeur des pales (5) dans la conception de son espace de rangement puisque celles-ci sont enroulables et de préférence escamotable dans le corps creux du cylindre rotatif (3). L'homme du métier peut donc choisir en toute liberté la largeur et la forme des pales (5). La principale contrainte restante concernant le rangement du dispositif (1) étant la hauteur qu'il présente. Néanmoins, et comme nous le verrons plus tard le dispositif (1) peut être également adapté pour répondre à cette contrainte. Figures 2a and 2b illustrate the deployed position of the wind device (1) according to the invention wherein the blades (5) are unwound and extend their entire width from the rotary cylinder (3). As it is immediately understood, the device according to the invention makes it possible to neglect the width of the blades (5) in the design of its storage space since they are rollable and preferably retractable into the hollow body of the rotary cylinder (3). . The skilled person can therefore freely choose the width and shape of the blades (5). The main remaining constraint concerning the storage of the device (1) is the height it has. Nevertheless, and as we will see later the device (1) can also be adapted to meet this constraint.
Les pales (5) sont ici représentées enroulées sur un arbre enrouleur (9) unique. Ceci est particulièrement avantageux lorsque les pales (5) sont destinées à venir se placer à l'intérieur du cylindre rotatif (3) qui fait alors fonction de compartiment central de rangement pour lesdites pales (5). Outre le gain de place directement obtenu par l'enroulement des pales (5) les unes sur les autres, une telle configuration permet également de s'assurer que les différentes pales (5) s'enroulent et se déroulent de manière uniforme et présentent donc toutes les mêmes largeurs. Une telle configuration centrale aide donc à l'équilibrage du dispositif (1). The blades (5) are here represented wound on a single winding shaft (9). This is particularly advantageous when the blades (5) are intended to be placed inside the rotary cylinder (3) which then acts as a central storage compartment for said blades (5). In addition to the space saving directly obtained by the winding of the blades (5) on each other, such a configuration also makes it possible to ensure that the different blades (5) wind and unwind in a uniform manner and therefore have all the same widths. Such a central configuration therefore helps to balance the device (1).
Néanmoins l'homme du métier pourra envisager d'autres solutions comme par exemple d'enrouler les différentes pales (5) sur des arbres enrouleurs (9) distincts les uns des autres et pouvant être disposés à l'intérieur du cylindre rotatif (3) et/ou à l'extérieur de celui-ci. De même, l'invention est ici présentée avec deux pales (5) radiales mais d'autres configurations impliquant trois pales ou plus sont également envisageables. De préférence le dispositif éolien selon l'invention présentera trois pales radiales afin d'être mise en mouvement plus facilement. Nevertheless the skilled person may consider other solutions such as for example winding the different blades (5) on winding shafts (9) separate from each other and can be arranged inside the rotary cylinder (3) and / or outside of it. Similarly, the invention is here presented with two blades (5) radial but other configurations involving three or more blades are also conceivable. Preferably the wind device according to the invention will have three radial blades to be set in motion more easily.
Les figures 3a et 3b présentent un autre exemple de réalisation de l'invention où les pales (5a, 5b) sont enroulées chacune sur des arbres enrouleurs (9a, 9b). Le principe de fonctionnement du dispositif éolien (1) reste inchangé. Comme on peut le voir, les pales (5) sont ici déployées en une position quelconque, intermédiaire entre leur position dépliée et leur position totalement déployée. C'est là un des aspects essentiels de l'invention qui permet de choisir l'amplitude de déploiement des pales (5) par exemple en fonction de la force du vent. De la sorte, le dispositif (1) selon l'invention peut, de manière autonome, se protéger contre d'éventuels dégâts provoqués par un vent trop fort. En effet, lorsque le vent est faible, le dispositif (1) se déploiera intégralement offrant son maximum de voilure au vent. FIGS. 3a and 3b show another embodiment of the invention in which the blades (5a, 5b) are each wound on winding shafts (9a, 9b). The operating principle of the wind turbine device (1) remains unchanged. As can be seen, the blades (5) are here deployed in any position, intermediate between their unfolded position and their fully deployed position. This is one of the essential aspects of the invention which makes it possible to choose the amplitude of deployment of the blades (5) for example as a function of the wind force. In this way, the device (1) according to the invention can, autonomously, protect against possible damage caused by too strong wind. Indeed, when the wind is weak, the device (1) will unfold fully offering its maximum sail to the wind.
Lorsque le vent est fort, le dispositif (1) se déploiera de façon intermédiaire de façon à offrir une voilure réduite au vent. Les opérations de déploiement et d'enroulement des pales (5) sont avantageusement commandées à distance et automatisées. L'homme du métier aura donc avantage à coupler le déploiement plus ou moins important des pales (5) avec la vitesse de rotation du rotor. When the wind is strong, the device (1) will deploy in an intermediate manner so as to offer a wing reduced to the wind. Deployment and winding operations of the blades (5) are advantageously controlled remotely and automated. Those skilled in the art will therefore benefit from coupling the more or less important deployment of the blades (5) with the speed of rotation of the rotor.
Le dispositif (1) selon l'invention présente donc des moyens permettant de mesurer la vitesse de rotation du rotor et de traiter cette information via une unité de commande (non représentée). On déterminera une vitesse de rotation maximale au-delà de laquelle le dispositif risque d'être endommagé et qu'il convient donc de ne pas dépasser. Lorsque cette vitesse est atteinte, l'unité de contrôle va commander le repliement partiel des pales (5) jusqu'à ce qu'elles atteignent une taille suffisante pour ne pas risquer d'être endommagées. Au contraire si la vitesse de rotation maximale n'est plus atteinte avec un déploiement intermédiaire des pales (5) alors l'unité de commande commandera leur déploiement. L'invention est remarquable en ce qu'elle permet non seulement de diminuer l'encombrement d'un dispositif éolien (1) à axe vertical, mais également de faire varier l'envergure de ce dispositif (1) et même d'adapter cette envergure aux conditions météorologiques. Par ailleurs le repliement des pales (5) et leur escamotage permet d'assister au freinage et à l'arrêt de la rotation du dispositif éolien (1). The device (1) according to the invention therefore has means for measuring the speed of rotation of the rotor and to process this information via a control unit (not shown). A maximum rotational speed will be determined beyond which the device may be damaged and should not be exceeded. When this speed is reached, the control unit will control the partial folding of the blades (5) until they reach a sufficient size not to risk being damaged. On the contrary if the maximum rotational speed is no longer reached with an intermediate deployment of the blades (5) then the control unit will control their deployment. The invention is remarkable in that it makes it possible not only to reduce the bulk of a wind turbine device (1) with a vertical axis, but also to vary the span of this device (1) and even to adapt this span to weather conditions. In addition, the folding of the blades (5) and their retraction makes it possible to witness the braking and stopping of the rotation of the wind device (1).
Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le déroulement et l'enroulement des pales (5) est commandé par la rotation sur lui-même de l'arbre enrouleur (9) dans un sens ou dans l'autre. Néanmoins l'homme du métier peut trouver avantage à doter le dispositif (1) de moyens permettant d'assister ce déploiement et/ou d'étirer les pales (5) depuis leur position repliée. De préférence, ces moyens permettent également de les maintenir en place une fois déployées. Additionnellement ou de manière alternative, l'invention présente des moyens pour rigidifier les pales souples par exemple en leur servant d'armature. Ces moyens peuvent être confondus avec les moyens de déploiement des pales (5). De préférence les moyens servant d'armature sont configurés pour se déployer ou se replier avec lesdites pales (5). According to a preferred embodiment of the invention, the unwinding and winding of the blades (5) is controlled by the rotation on itself of the winding shaft (9) in one direction or the other. Nevertheless the skilled person may find it advantageous to provide the device (1) with means to assist this deployment and / or to stretch the blades (5) from their folded position. Preferably, these means also make it possible to hold them in place once deployed. Additionally or alternatively, the invention has means for stiffening the flexible blades for example by serving as reinforcement. These means can be confused with the blade deployment means (5). Preferably the armature means are configured to deploy or fold with said blades (5).
Les figures 4 et 5 illustrent un premier exemple de réalisation d'un dispositif éolien (1) présentant de tels moyens. Deux bras (11) de support inférieurs et supérieurs sont avantageusement liés à rotation par une de leurs extrémités respectivement aux extrémités inférieures et supérieures du bord d'amorce d'une pale (5). Il est précisé que si la configuration selon laquelle chaque pale (5) est tirée par deux bras (11) de support est préférée, l'homme du métier pourra aussi adapter l'invention de sorte à ce que chaque pale (5) ne soit tirée que par un bras (11) de support unique. L'autre extrémité des bras (11) de support est montée mobile dans une glissière (13) portée par le cylindre rotatif (3). De préférence, la glissière (13) a un profilé femelle et reçoit l'extrémité du bras (11) en son sein. L'extrémité du bras (11) de support reçu dans la glissière (13) fait fonction de coulisseau et est configurée pour aller et venir le long de ladite glissière (13). L'extrémité du bras (11) placée dans la glissière (13) présente avantageusement au moins un embout (15) saillant destiné à venir se loger dans une rainure (17) longitudinale traversante présentée par au moins une des parois latérales de la glissière (13). Cet embout (15) permet de relier l'extrémité du bras (11) de support coulissant dans la glissière (13) à des moyens d'entraînements et de positionnement comme par exemple une courroie (19) de transmission présentant un oeil (21) dimensionné pour recevoir l'embout (15). L'embout (15) inséré dans l'oeil (21) présenté par la courroie (13) est entraîné par ladite courroie (13) tout en pouvant tourner sur lui-même dans l'oeil (21). La courroie (19) est tendue entre deux poulies (23a et 23b) disposées aux extrémités inférieure et supérieure de la glissière (13) et entraînée par un moteur asservi (non représenté) configuré pour agir sur lesdites poulies (23a, 23b). Néanmoins toute configuration motorisée ou non permettant d'imprimer à l'extrémité du bras (11) de support monté dans la glissière (13) un mouvement de translation le long de cette glissière (13) dans un sens ou dans l'autre est envisageable par l'homme du métier dans le cadre de l'invention. Figures 4 and 5 illustrate a first embodiment of a wind device (1) having such means. Two lower and upper support arms (11) are advantageously rotatably connected by one of their ends respectively to the lower and upper ends of the leading edge of a blade (5). It is specified that if the configuration according to which each blade (5) is pulled by two arms (11) of support is preferred, the skilled person can also adapt the invention so that each blade (5) is not pulled only by a single support arm (11). The other end of the support arms (11) is movably mounted in a slide (13) carried by the rotary cylinder (3). Preferably, the slide (13) has a female profile and receives the end of the arm (11) within it. The end of the support arm (11) received in the slide (13) acts as a slide and is configured to move back and forth along said slide (13). The end of the arm (11) placed in the slide (13) preferably has at least one projection (15) protruding intended to be housed in a groove (17) through longitudinal presented by at least one of the side walls of the slide ( 13). This end piece (15) makes it possible to connect the end of the sliding support arm (11) in the slideway (13) to drive and positioning means such as, for example, a transmission belt (19) having an eye (21). dimensioned to receive the tip (15). The tip (15) inserted in the eye (21) presented by the belt (13) is driven by said belt (13) while being rotatable on itself in the eye (21). The belt (19) is stretched between two pulleys (23a and 23b) disposed at the lower and upper ends of the slide (13) and driven by a servo motor (not shown) configured to act on said pulleys (23a, 23b). Nevertheless any motorized configuration or not allowing printing at the end of the arm (11) of support mounted in the slide (13) a translational movement along the slide (13) in one direction or the other is possible by the skilled person in the context of the invention.
Lorsque le dispositif est replié, le bras (11) de support vient avantageusement se loger dans la glissière (13). Afin de déployer la pale (5), le moteur est enclenché. On aura compris que le mouvement de rotation imprimé à au moins une poulie (23a, 23b) est transformé, par le biais de la courroie (19) de transmission, en un mouvement de translation le long de la glissière (13) de l'embout (15) fixé à ladite courroie (19) et par là l'extrémité du bras (11) de support. Ceci a pour conséquence d'incliner ledit bras (11) de support dont l'autre extrémité est reliée au bord d'amorce de la pale (5). Cette inclinaison du bras (11) éloigne le bord d'amorce du cylindre rotatif (3) et tire donc la pale (5) hors de son logement en la déroulant. Lorsque l'embout (15) arrive au bout de la rainure (17), le bras (11) est alors de préférence orienté sensiblement à l'horizontal. La fin de course de l'embout (15) correspond au déploiement maximal de la pale (5). Néanmoins, on l'aura compris il est possible d'arrêter la course de l'embout (15) dans la rainure (17) à tout instant et donc en une hauteur quelconque sur la glissière (13), permettant de définir ainsi d'autres positions de déploiement. When the device is folded, the support arm (11) is advantageously housed in the slide (13). In order to deploy the blade (5), the motor is switched on. It will be understood that the rotational movement printed on at least one pulley (23a, 23b) is converted, by means of the transmission belt (19), into a translation movement along the slide (13) of the nozzle (15) attached to said belt (19) and thereby the end of the support arm (11). This has the consequence of inclining said support arm (11), the other end of which is connected to the leading edge of the blade (5). This inclination of the arm (11) away from the leading edge of the rotary cylinder (3) and pulls the blade (5) out of its housing by unrolling. When the tip (15) reaches the end of the groove (17), the arm (11) is preferably oriented substantially horizontally. The end of stroke of the tip (15) corresponds to the maximum deployment of the blade (5). However, it will be understood that it is possible to stop the stroke of the tip (15) in the groove (17) at any time and therefore at any height on the slide (13), thereby defining other deployment positions.
En variante, le bord d'amorce qui constitue l'extrémité libre de la pale (5) sera avantageusement équipée d'une barre de tirage (non représentée) reliée aux bras (11) qui sont alors configurés pour éloigner ou rapprocher la barre de tirage du cylindre rotatif (3). Alternatively, the primer edge which constitutes the free end of the blade (5) will advantageously be equipped with a draw bar (not shown) connected to the arms (11) which are then configured to move the bar closer or closer together. pulling the rotary cylinder (3).
La figure 6 illustre un autre mode de réalisation d'un dispositif éolien (1) selon l'invention présentant des bras articulés (29) pour déployer ou replier les pales (5). Dans cette variante, la pale (5) présente préférentiellement une barre de tirage (29) fixée sur son bord d'amorce et reliée aux bras (27) présentant une articulation (31). De tels bras (27) articulés forment un compas métallique du type de ceux pouvant être utilisés pour le déploiement de stores à l'italienne. Les bras (27) de support des pales (5) selon l'invention sont alors extensibles et permettent d'éloigner la barre de tirage (29) du cylindre rotatif (3) et déployer ainsi la pale (5). Ils sont également repliables de sorte à ramener la barre de tirage (29) contre le cylindre rotatif (3) et ainsi escamoter la pale (5). Les bras (27) sont fixés de façon pivotante sur le corps du cylindre rotatif (3). Une telle configuration permet d'utiliser des pales (5) pouvant s'étendre radialement selon une longueur supérieure à la hauteur du corps creux du cylindre rotatif (3) dans lequel elles sont repliées. D'autres variantes sont également envisageables par l'homme du métier comme l'utilisation de bras télescopiques par exemple. FIG. 6 illustrates another embodiment of a wind turbine device (1) according to the invention having articulated arms (29) for deploying or folding the blades (5). In this variant, the blade (5) preferably has a draw bar (29) fixed on its primer edge and connected to the arms (27) having a hinge (31). Such articulated arms (27) form a metal compass of the type that can be used for the deployment of blinds Italian. The arms (27) for supporting the blades (5) according to the invention are then extensible and make it possible to move the draw bar (29) away from the rotating cylinder (3) and thus to deploy the blade (5). They are also foldable so as to bring the draw bar (29) against the rotating cylinder (3) and thus retract the blade (5). The arms (27) are pivotally attached to the body of the rotating cylinder (3). Such a configuration makes it possible to use blades (5) that can extend radially along a length greater than the height of the hollow body of the rotary cylinder (3) in which they are folded. Other variants are also possible by the skilled person such as the use of telescopic arms for example.
D'une manière générale, lorsque le dispositif (1) est déployé en totalité la pale (5) souple est de préférence tendue. Elle peut s'étendre radialement depuis le cylindre rotatif (3) c'est-à-dire perpendiculairement à celui-ci. Eventuellement, elles peuvent être orientées différemment. C'est le cas par exemple lorsque les bras (11, 27) de support ne sont pas disposés sur le corps du cylindre rotatif (3) à proximité immédiate des fentes (7). C'est-à-dire lorsque la position angulaire sur le corps du cylindre (3) rotatif de la fente (7) associée à une pale (5) est sensiblement différente de celle des moyens de fixation sur le corps dudit cylindre (3). De la sorte les pales (5) peuvent être étendues de manière oblique c'est à dire selon un angle donné par rapport une orientation radiale, par exemple un angle d'environ 30°. Ceci permet d'améliorer les propriétés du dispositif éolien (1). In general, when the device (1) is deployed in its entirety, the flexible blade (5) is preferably stretched. It can extend radially from the rotary cylinder (3) that is to say perpendicular to it. Optionally, they can be oriented differently. This is the case for example when the support arms (11, 27) are not arranged on the body of the rotary cylinder (3) in the immediate vicinity of the slots (7). That is to say when the angular position on the body of the rotating cylinder (3) of the slot (7) associated with a blade (5) is substantially different from that of the fixing means on the body of said cylinder (3) . In this way the blades (5) can be extended obliquely, that is to say at a given angle relative to a radial orientation, for example an angle of about 30 °. This makes it possible to improve the properties of the wind turbine device (1).
Par ailleurs, lorsque le dispositif éolien (1) n'est déployé qu'en partie, l'homme du métier trouvera avantage à ce qu'il présente des moyens pour maintenir les pales (5) tendues ou de sorte à ce qu'elles présentent une certaine courbure uniquement. Il serait en effet fâcheux que les pales (5) ne se déroulent entièrement sous la pression du vent. De préférence, les moyens pour tendre les pales comprennent des moyens de blocage en position de l'arbre enrouleur (9) autour duquel la pale (5) s'enroule ou des moyens élastiques de rappel comme par exemple, un ressort de rappel (non représenté). Le ressort de rappel peut être un ressort constitué d'un ruban métallique en acier trempé enroulé sur lui-même, ou toute forme de ressort de rappel couramment utilisé dans le domaine des stores enroulables. L'arbre enrouleur (9) est donc soumis à l'effort d'un organe élastique de rappel dans le sens de l'enroulement. Il se tend lorsque la pale (5) est déroulée par traction mécanique et offre donc une résistance à un déploiement supplémentaire. L'avantage d'un tel système est que plus la pale (5) est déployée plus la force de traction en sens inverse opposée par le ressort sera importante. Par ailleurs l'énergie emmagasinée par le ressort lors du déploiement de la pale (5) va permettre lors de sa restitution d'enrouler à nouveau ladite pale (5) sur l'arbre enrouleur (9). Dans un tel cas il n'est plus nécessaire de motoriser ledit arbre enrouleur (9). Furthermore, when the wind device (1) is deployed in part, the skilled person will find it advantageous that it has means for holding the blades (5) taut or so that they have some curvature only. It would indeed be unfortunate that the blades (5) unfold entirely under the pressure of the wind. Preferably, the means for tensioning the blades comprise locking means in position of the winding shaft (9) around which the blade (5) is wound or elastic return means such as for example a return spring (no represent). The return spring may be a spring consisting of a hardened steel metal strip wound on itself, or any form of return spring commonly used in the field of roller blinds. The retractor shaft (9) is therefore subjected to the force of an elastic return member in the direction of winding. It is tensioned when the blade (5) is unrolled by mechanical traction and therefore offers resistance to additional deployment. The advantage of such a system is that the more the blade (5) is deployed, the greater the spring force in the opposite direction of the spring will be important. Moreover, the energy stored by the spring during the deployment of the blade (5) will allow during its return to rewind said blade (5) on the winding shaft (9). In such a case it is no longer necessary to motorize said winding shaft (9).
Dans le cadre d'un rangement du dispositif éolien (1) selon l'invention, l'homme du métier aura avantage à prévoir en outre des moyens pour dresser à la verticale ou coucher au moins le rotor dudit dispositif (1) de sorte à pouvoir l'escamoter. Il est entendu que les moyens permettant de coucher le rotor du dispositif (1) doivent être agencés pour ne pouvoir être mis en oeuvre qu'une fois que les pales (5) du dispositif éolien (1) sont repliées. De tels moyens mettant par exemple en oeuvre un vérin sont connus de l'homme du métier et ne seront donc pas détaillés d'avantage. In the context of storage of the wind device (1) according to the invention, the skilled person will have the advantage to further provide means for vertically raising or at least bedding the rotor of said device (1) so as to to be able to retract it. It is understood that the means for laying down the rotor of the device (1) must be arranged to be able to be implemented once the blades (5) of the wind turbine device (1) are folded. Such means implementing for example a jack are known to those skilled in the art and therefore will not be detailed more.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci avant, donnés seulement à titre d'exemple, mais englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme du métier dans le cadre de la définition qui en a été donnée. The invention is not limited to the embodiments described above, given only by way of example, but encompasses all the variants that may be envisaged by those skilled in the art within the framework of the definition that has been given.
Claims (18)
Priority Applications (1)
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FR1060225A FR2968727A1 (en) | 2010-12-08 | 2010-12-08 | Wind power device for use on roof of e.g. camping car, to transform wind energy into e.g. electrical energy, has blades including unit to unroll or roll up blades according to appreciably horizontal direction to deploy or fold up blades |
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FR2968727A1 true FR2968727A1 (en) | 2012-06-15 |
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ID=44260000
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-
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- 2010-12-08 FR FR1060225A patent/FR2968727A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20130830 |