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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR IMPROVING WIND TURBINE BLADE PERFORMANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/081374
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for improving the performance of wind turbine blades. More specifically, the invention is based on altering completely hollow wind turbine blades in order to improve the performance thereof. The invention consists in: forcing a maximum apparent wind (14) to penetrate inside a blade through one or more openings (4) which are disposed along one third of the blade lower surface (17) from the end (15); and using a deflector (18) to channel the wind towards spacers (6) which distribute said wind uniformly such that it exits through a narrow slit (5) which is disposed along two thirds of the trailing edge (3) from the blade shank (16). In this way, the wind, accelerated by the inner narrowing of the blade before the trailing edge (3), exits through the narrow slit (5) in a thin layer at a speed greater than the external tangential velocity, thereby eliminating the vortices created at the rear of the trailing edge (3) during the rotation of the blade (1). As a result, drag is reduced and blade efficiency is increased.

Inventors:
BOULISSET GEORGES (FR)
Application Number:
PCT/FR2004/000011
Publication Date:
September 23, 2004
Filing Date:
January 07, 2004
Export Citation:
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Assignee:
BOULISSET GEORGES (FR)
International Classes:
B64C21/04; B64C21/06; F03D1/06; F03D11/02; (IPC1-7): F03D1/06; F03D11/02; B64C21/04; B64C21/06
Foreign References:
US6203269B12001-03-20
US4197053A1980-04-08
GB2186033A1987-08-05
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Claims:
REVENDICATIONS
1. 1) Dispositif pour modifier une pale entièrement creuse d'éolienne afin d'amèliorer son rendement, caractèrisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs ouvertures (4) sur l'intrados pour l'entrée du vent, un déflecteur (18) pour canaliser le vent entrant dans la pale, des entretoises (6) fixées à l'intèrieur (21) de la pale dans sa partie amincie et une fente étroite (5) pratiquée dans le bord de fuite (3) pour la sortie du vent.
2. Dispositif selon la revendication (1), caractèrisé en ce que la ou les ouvertures (4) pour l'entrée du vent sont oblongues et implantées sur le 1/3 de la longueur de la pale environ à partir de l'extrémité (15) près du bord d'attaque (2) tangentant la ligne de séparation entre intrados (17) et extrados (10) pour capter un vent relatif maximum (14).
3. dispositif selon la revendication (1), caractèrisé en ce que le déflecteur (18) joignant les deux faces internes de la pale, part de la partie avant (19) de l'ouverture (4), s'incurve dans la pale pour atteindre la première entretoise (20) à son extrémité intérieure Il canalise le vent pour l'empcher de tourbillonner dans lextrèmité creuse (8) de la pale et d'autre part le faire arriver devant les entre_ toises (6) sans turbulence.
4. Dispositif selon la revendication (1) caractèrisé en ce que les entretoises (6) placées sur les 2/3 environ de la longueur de la pale à partir de son pied (16), en nombre suffisant, de longueur adéquate, nécessaires à la rigidité de la structure, fixées perpendiculairement à la face interne de l'intrados (12) et de l'extrados (13), bisautées coté sortie (ll), s'arrètant à une distance de la fente (5) égale à la largeur de celleci, pour : 1°) Répartir uniformément le vent sur la fente (5). 2°) Empcher la formation detourbillons avant la sortie.
5. Dispositif selon la revendication (1), caractèrisé en ce que la fente étroite (5) pratiquée sur le bord de fuite (3), s'étendant sur les 2/3 environ de la longueur de la pale à partir de son pied (16), est l'aboutissement d'un rétrécissement intérieur entre intrados (12) et extrados (13), qui accèlère le vent dans le passage pour .. le faire sortir à travers cette fente étroite sous forme d'une couche d'air mince et rapide, capable d'éliminer les tourbillons en formation sur l'arrière du bord de fuite (3) par la rotation de la'pâle ce qui'a pour conséquence de diminuer la trainee. REVENDICATIONS MODIFIEES reçues par le Bureau international le 30 juillet 2004 (30.07. 2004) revendications originales 15 sont modifiées ; REVENDICATIONS Dispositif pour modifier une pale d'éolienne entièrement creuse afin d'amèliorer son rendement, caractèrisé en ce qu'il comporte une ou des ouvertures (4) sur l'intrados (17) tangentant l'extrados (10) sur le bord d'attaque (2) dans le 1/3 environ de la pale à partir de son extrémité (15), qui reçoit, par la vitesse de rotation de la pale, un vent relatif plus rapide que celui qui s'écoule sur les deux autres tiers de cette pale ; un déflecteur (18) qui cloisonne l'intèrieur avant (8) de la pale et oriente le vent vers les entretoises (6) ; des entretoises (6) fixées dans l'intèrieur (21) de la pale dans la partie amincie entre l'intèrieur de l'intrados (12) et de l'extrados (13), cet agencement créant des espaces qui se rétrécissent, causant une accèlèration du flux d'air intérieur vers la fente (5) ; une fente étroite et continue (5) pratiquée dans le bord de fuite (3) diffusant l'air accélère, provenant des espaces inter entretoises, en une couche mince.
6. Dispositif selon la revendication (1), caractérisé en ce que la ou les ouvertures, pour l'entrée du vent, est de forme oblongue.
7. Dispositif selon la revendication (l), caractèrisé en ce que le déflecteur (18) relie les deux faces internes de la pale en s'incurvant concavement du point (19) de l'ouverture (4) à l'extrèmité de la première entretoise (20) ; cloisonne et isole l'extrémité intérieure (8) de la pale oriente le vent dès son entrée dans la pale vers les entretoises (6).
8. Dispositif selon la revendication (1), caractèrisé en ce que les entretoises (6) fixées dans l'intèrieur (21) sur les 2/3 environ de la longueur de la pale à partir de son pied (16), en nombre suffisant, de longueur adéquate, nécessires à la rigidité de la structure, bisautées côté sortie (11), s'arrtent à une distance de la fente (5) égale à la largeur de celle_ci ; fixées dans la partie amincie de la pale, perpendiculairement à la face interne de l'intrados (12) et de l'extrados (13), formant avec ceux ci des espaces qui se rétrécissent vers la fente (5), causant une accèlèration du flux d'air intérieur vers S. ladite fente (5).
9. Dispositif selon la revendication (1), caractèrisé en ce que la fente étroite et continue (5) pratiquée dans le bord de fuite (3) s'étend sur les 2/3 environ de la longueur de la pale à partir du pied (16) et correspond aux entretoises (6) ; se situe à l'extrémité du rétrécissement entre l'intèrieur de l'intrados (12) et de l'extrados (13) et sert à diffuser le flux d'air accéléré dans les espaces rétrècis précédents. sous forme d'une mince couche plus rapide que le vent relatif extérieur de cette zone adjacente.
Description:
DESCRIPTION DISPOSITIF POUR AMELIORER LE RENDEMENT DES PALES D'EOLIENNE La présente invention consiste à modifier des pales d'éolienne pour améliorer le rendement à condition que les pales soient entièrement creuses, pour que le vent puisse exercer son action par l'intèrieur de celles-ci. Il faudra pour cela, des ouvertures et des évacuations judicieusement dimensionnées et placées pour que le vent, par son action, puisse diminuer la trainée. Cette diminution de la trainée engendre une augmentation de la portance, puisque ces deux forces sont complémentaires, quand l'une augmente l'autre diminue et inversement. Dans notre cas si la portance croit le rendement de l'éolienne grandira.

Auparavent, des inventeurs se sont penchés sur la con- ception des pales d'éolienne de diverses façons : 1) Le brevet suisse ? 504 687 du 15/06/1975, montre une éolienne bipale très partiellement creuse. Elle possède une embouchure qui se prolonge par un conduit longeant le bord d'attaque et aboutissant en bout de pale par, une tuyère. L'inventeur tente, avec la force centrifuge, d'améliorer son rendement, ce qui est loin d'tre le cas.

2) Le brevet français N° 00 11951 du 20/09/2000, montre une pale creuse avec entrée d'air sur l'intrados et des tuyères sur le bord de fuite vers l'extrémité de la pale, de surface plus petite pour bénéficier d'une pression intérieure engendrant une poussée réactive à la sortie.

Les résultats sont malheureusement peu encourageants.

Pour réaliser la présente invention et obtenir une amèlioration du rendement de l'éolienne, on va apporter des transformations à des pales entièrement creuses avec un but bien précis : diminuer la trainée, laquelle est causée en partie par des turbulences ou tourbillons sur l'arrière du bord de fuite de la pale pendant sa rotation..

Selon la grandeur de la pale et son profil, on créera une ou plusieurs ouvertures oblongues (4) sur l'intrados (17), près du bord d'attaque (2), tangentant la ligne qui sépare extrados et intrados, dans une zone située sur le 1/3 de la longueur de la pale à partir de son extrèmité (15). Cet emplacement est choisi pour faire entrer le vent dans l'intèrieur de la pale creuse à un endroit où la vitesse relative du vent (14), (résultante de la vitesse du vent et de la vitesse apparente, due à la rotation de la pale) est la plus grande possible.

Pour obtenir une bonne circulation du vent dans l'intèrieur de la pale, il faudra le canaliser dès son entrée en installant un déflecteur (18) de forme incurvée entre la face intérieure de l'intrados (12) et celle de l'extrados (13) et s'étendant du point (19) de l'ouverture (4) jusqu'au bord intérieur de la première entretoise (20). Ce déflecteur servira en mme temps à isoler l'extrémité interieure (8) de la pale pour empcher des tourbillons, qui auraient pu éventuellement s'y former', de freiner la circulation du vent.

Pour obtenir le meilleur effet sur la trainée, une fente étroite (5) sera pratiquée dans le bord de fuite (3) et s'étendra sur les 2/3 de la longueur de la pale à partir de son pied (16). De plus pour rigidifier cet espace (21) interieur près de la fente et répartir le vent d'une façon uniforme tout le long de cette fente, des entretoises (6) en nombre suffisant et de longueur adéquate seront fixées intérieurement et perpendiculairement à la face interne de l'intrados et de l'extrados. Ces entretoises (6) s'arrteront à une distance de la fente (5) égale à la largeur de celle ci. Par ailleurs, elles seront bisautées (11) du coté fente. Ces deux détails techniques sont necessaires pour éviter des turbulences au passage du vent.

Ce vent circulant librement dans intèrieur creux (21) de la pale va, à l'approche de sa sortie en raison du rétré_ cissement de cet espace intérieur entre intrados/extrados, staccelérer. Il sortira de la fente (5) à une vitesse bien supérieure à la vitesse tangentielle exteriéure environnante sous forme d'une mince et rapide lame d'air capable d'éliminer les tourbillons qui se forment sur l'arrière du bord de fuite pendant la rotation de la pale. Ces tour- billons sont une des causes de la trainée. En les supprimant on va diminuer la trainée, donc augmenter la portance et ainsi amèliorer le rendement de l'éolienne.

Pour résumer, cette invention consiste :. 1°) à capter un. vent RELATIF dans la zone la plus favorable (le 1/3 environ de la longueur de la pale à partir de son extrémité (15), là où la vitesse tangentielle est la plus grande, à cause de la grande circonférence décrite par cette partie de la pale. 2°) à canaliser ce vent pour le faire ressortir par une fente étroite (5) s'étendant sur les 2/3 environ du bord de fuite à partir du pied (16) de la pale, à une vitesse plus grande que la vitesse tangentielle de cette zone, puisque la circonférence décrite ici, par la pale est plus courte. Cette vitesse supérieure du vent sortant va pouvoir éliminer les tourbillons du sillage de la pale qui génère de la trainée.

Les dessins annexés illustrant l'invention.

Fig 1 Dessin montrant l'extrados, la fente, les entretoises L'ouverture, le déflecteur en pointillés sont sur l'autre face (intrados) ou à l'intèrieur de la pale.

Fig 2 Coupe longitudinale à plat coté intrados.

Fig 3 Coupe longitudinale à plat coté extrados.

Fig 4 Bord d'attaque.

Fig 5 Bord de fuite.

Fig 6 Coupe transversale en (a) Fig 7 Coupe transversale en (b) Fig 8 Détails entretoise et fente.

LEGENDE 1 Pale.

2 Bord d'attaque.

3 Bord de fuite.

4 Ouverture (entrée du vent) 5 Fente sur le bord de fuite.

6 Entretoise.

7 Axe de rotation.

8 Intérieur creux de la pale. à son extrèmité.

9 Sens de rotation.

10 Extrados.

11 Côté bisauté de l'entretoise.

12 Face intérieure de l'intrados.

13 Face intérieure de l'extrados.

14 Vent relatif.

15 Extrémité de la pale.

16 Pied de la pale.

17 Intrados.

18 Déflecteur.

19 Point de départ du déflecteur.

20 Première entretoise.

21 Intérieur creux de la pale.