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MOULIN A VENT POUR GENERATION D'ELECTRICITE PAR L'UTILISATION
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DE LA 001,IPRESSIBILITE DES LIQUIDES.-
La présente invehtion se rapporte à la transformation de la force motrice du vent exceréée sur les ailes d'un moulin en génération d'électricité par l'intermédiaire de canalisa- tions et de réservoirs remplis d'eau, à parois pratiquement indéformables, dont le contenu est mis sous compression effec- tive par l'introduction de pistons mûs par ladite force motri- ce du vent.
- La compression effective de l'eau, ainsi obte- nue, est déchargée d'une manière particulière derrière un pis- ton récepteur attelé à une dynamo.-
Elle consiste dans l'emmagasinage momentané de la for- ce motrice du vent, transformée en compression effective de liquide contenu dans des réservoirs et canalisations, et la décharge subséquente de cette compression effective sous forme de détente cinétique dans une faible masse d'eau toujours pré- sente,derrière le piston récepteur final. - Cette détente ciné- tique, à rendement qui peut atteindre 95%, s'obtient quand la décharge se fait très rapidement, à angle droit, et quand, par un dispositif quelconque, on empêche le mouvement en blocde la colonne intermédiaire;
et on peut l'écrire alors sous la @
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poids de la compression exprimée en cm3 (ou poids de l'ex- cès d'eau introduit dans les récipients) v2 (v: Ú2gh, "h" étant la hauteur correspondante au nombre de Kilos de pression, soit n. K. x 10 m. env.) 2 x 2g Ainsi, la mise sous pression à 100 K-cm2 d'un réservoir prati- quement indéformable, plein d'eau, d'une contenante de 1000 li- tres, équivaut à une compression de 1000 lit. x 100 K :
22000 (moduled'élasticité du liquide) 4,5 litres env. - La décharge, sous la forme indiquée, donne : 4,5 K. x (142 m.env.) 2 : 2250 Kgm.- Cette compression ou ré- 4g duction de volume de 4,5 litres demande un travail que l'on peut chiffrer comme suit, par exemple:
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450 emz x 10 cm x 2iÀàIÔÔÉÔà ".5 '±.
2 (moyenne) Kgm.-
L'invention consiste, de plus, à grouper un grand nom- bre de muulins pour obtenir la mise en compression d'un réser- voir unique et le mouvement d'un seul piston récepteur; elle facilite donc considérablement, et rend moins onéreux l'emploi industriel de la génération d'électricité par la force motrice du vent;
cet emploi industriel est difficile dans les applica- tions actuelles, comme elles exigent pour chaque moulin des nombreux engrenages fixes partant du moyeu ou de l'arbre qui porte la roue motrice jusqu'à la dynamo.- Le mode ici décrit donne une souplesse beaucoup plus grande.-
Fig. 1 montre .un piston de compression, 1, à garnitu- re étanche, mû (par l'intermédiaire d'une tige qui coulisse dans une garniture étanche 21) par engrenages attelés sur le moyeu ou l'arbre qui porte la roue, et qui tournent donc sous l'action du vent comme dans le cas d'un moulin-pompe ou aéro- moteur ordinaire.-
Fig. 2 et 3 montrent le réservoir 4, qui est relié par une canalisation 3 au mpulin, et par une canalisation 5 avec x robinet 6 au canon 7 du piston récepteur 8.-
Le fonctionrement est le suivant :
Supposons une batterie de 6 moulins, reliée par des tuyaux 2 et 3 à un réservoir unique 4.- 'Quand 1 descend, il chasse 1'
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eau qui se trouve sous lui dans le tronçon inférm#ur du tuyau 2, par la soupape à ressorts 20, vers le tuyau 3 relié au ré- servoir 4, remplis d'eau; ceux-ci emmagasinent momentanément sous forme de compression effective de leur contenu liquide la force motrice du vent transmise au piston de compression 1.- Pendant la descente de 1, le contenu des tuyaux 22 et 16 a été également mis sous pression qui tient fermées les soupapes à ressort 19 et 15;
par contre, la soupape 18 s'est ouverte sous l'action de la pression atmosphérique agissant sur la surface de l'eau contenue dans le bac d'alimentation 17, et le plein d'eau de 2, au-dessus de 1, correspondant à la descente de 1, se reconéitue au fur et à mesure de cette descente.- A la mon- tée du piston 1, la soupape 20 se referme sous l'action de son ressort et de la pression dans 3,18 se referme sous l'action de son ressort et de la pression dans 2 au-dessus de 1, 15 s' ouvre sous l'action de la même pression et laisse s'écouler vers '3 et 4 l'eau qui se trouvait au-dessus de 1 ;
comme pour la course descendante, 4 et 3 emmagasinent momentanément sous forme de compression effective de leur contenu liquide la for- ce motrice du vent. - Pendant la montée aussi, la soupape 19 s' ouvre sous l'action de la pression atmosphérique sur la surfa- ce de l'eau contenue dans le bac d'alimentation 17, et le plein d'eau sous 1, dans 2, se reconstitue.
- Ce cycle se répète aus- si longtemps que tourne la roue à ailes du moulin, comme la compression dans le réservoir 4 est déchargée à intervalles ra- pides.-
A titre d'exemple, si le volant avec dyhamo (qu' il y ait,'ou non, engrenages multiplicateurs entre eux} mû par le piston 8 est calculé pour tourner sous une détente de com- pression effective égale à une moyenne de 340 Kgm-sec.env. (ce qui correspond à une réduction de volume de 2300 cm3 d'un ré- .servoir d'une contenance de 1700 litres sous pression de 30 K-om2 env. ), il faudra que le piston 1 de chacun des six mou- lins groupés.en batterie ait env.
4 cm de diamètre, et qu'il fasse par seconde une course descendante et montante de 16 cm
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env.- Cette batterie serait calculée pour une vitesse de vent ne dépassant pas 3m50 à 4m. par sec. et pour ailes de 5 M2, à lignes étudiées pour donner un rendement élevé, et à rotation rapide de la roue. - Quand la pression dans le réservoir 4 est suffisamment élevée (supérieure à la pression de marche) pour lancer la machine, on ouvre le robinet 6 aussi rapidement que possible;
la compression qui existe dans 4 se jette dans 10, est renvoyée à angle droit à travers la partie perforée ou le tamis 12 (qui empêche tout mouvement en bloc de l'eau conte- nue dans 10) et elle se détend dans 7, lançant 8 comme pré- calculé.- Un ressort (non dessiné) qui est fixé d'un bout sur le levier 9 du robinet 6, referme ce dernier.-
Quand le robinet 6 est refermé, ce qui doit se faire avant la 'fin de la course sortante de 8, le clapet 11 s'ouvre sous l'action de la pression atmosphérique agissant sur la sur -face de l'eau contenue dans le bac 13, et il reste ouvert sous l'action de son poids pendant la course rentrante de 8, permettant à ce dernier de chasser dans 13 l'eau de compres- sion déchargée dans 7, ainsi que l'eau qui est venue de 13 pour suivre 8 pendant la fin de sa course sortante.
- Au com- mencement de la course sortante suivante de 8, un dispositif fixé sur la jante du volant ouvre le robinet 6 par attaque du levier 9, qui est relié à la soupape 11 ; soupape se ferme donc simultanément avec l'ouverture du robinet 6, et la compression déchargée dans 7 ne peut s'échapper par elle;
cet- te décharge sous forme de détente agit donc intégralement sur 8. - Ce dispositif d'ouverture et de fermeture des soupape 11 et robinet 6 (qui peut naturellement être remplacé par tout au tre répondant au même objet) assure donc la manoeuvre de ces organes à la vitesse momentanée à laquelle tourne le volant.
- Cette vitesse, en effet, peut varier dans des proportions as- sez notables puisque la vitesse du vent qui assure la mise en compression du contenu du réservoir 4 est sujette à variations plus ou moins prononcées de seconde en seconde.-
La soupape 14, fixé.e dans la canalisation de décharge
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5, qui donne passage du réservoir 4 vers le canon 7, est sur- chargée de ressorts pour ne s'ouvrir que sous une pression de 5 K-cm2, par exemple, afin d'éviter que pendant la fraction de temps pendant laquelle se fait la décharge de la dompression
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W!UU!lXD de 4 dans 7, et donc pendant l'ouverture durobinet 6, h. la fraction de course du piston de compression 1 ne se tradui- se par un mouvement en bloc de la colonne d'eau de 3 vers 7, et non par une compression effective du contenu de 4.-
A côté de la batterie de moulins pré-décrite, il y au- rait lieu, par exemple, d'installer une deuxième batterie pour marcher sous vent de 4 à 6 m. par sec., et une troisième pour vitesse au-dessus de 6 m.- Le nombre de batteries et leur a- ménagement pour fonctionnement sous des vitesses de vent dans des limites déterminées doit dépendre naturellement du régime des vents dans la région où l'on se propose de faire l'instal- lation.
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Dans le cas des trois batLeries mentionnées, on pour- ra toujours, par fermeture de robinets isolant les 2me et 3me batteries de leur propre réservoir 4, et par l'ouverture de robinets les branchant sur le réservoir 4 de la Ire batterie, faire alimenter ce dernier par les batteries 2 et 3, par vent faible ; de même, on pourra brancher la 3me batterie sur la 2me On peut aussi brancher les batteries 1 et 2 sur 3, et 1 sur 2.
Pour éviter les trop grandes variations de vitesse du piston récepteur 8 avec volant et dynamo, il sera utile, si on a adopté une pression moyenne de marche de 30 K., avec maximum de 35, par ex., de fixer sur le réservoir 4 un piston plongeur surchargé de ressorts pour s'ouvrir sous la pression de 35K-Cm2 Toute compression dans 4, pour une pression dépassant 35K-cm2. s'échappera alors naturellement au dehors.-
La dynamo peut être reliée à une batterie d'accumula- teurs électriques, et onpeut naturellement aussi atteler deux ou un plus grand nombre de pistons 8 à l'arbre d'une dynamo unique,si on a prévu un réservoir 4 suffisamment grand pour rassurer la détente de la compression, à la valeur désirée,
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simultanément sur les divers pistons 8.- La section/totale de passage du robinet 6 et du tamis 12 doit permettre l'échap- pement de la compression dans la fraction de temps permise par le régime du piston 8.- Le renouvellement de l'eau du bac d' alimentation 17 peut être assuré par renvoi direct par l'action du piston 8 en passant par le bac 13. - On peut prévoir aussi des réservoirs 4 et organes récepteurs et générateurs de réser -ve.-
Fig. 4 montre une variante du dispositif de mise en compression de la Fig. 1.- Plusieurs pistons 1 sont mûs par les engrenages attelés sur le moyeu ou l'arbre de la roue du moulin ;
l'ensemble peut pivoter en 23, où existerait un joint mobile et étanche.-
Bien qu'on n'ait représenté et décrit que quelques formes de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières, données simplement comme exemple et à titre représentatif, et que, par conséquent, tou- tes les variantes ayant la même base et le même objet que les dispositifs ou moyens indiqués ci-dessus rentrent, comme les dites formes dans le cadre de l'invention.-
Résumé
Un moulin à vent ou des batteries de moulins à vent pour génération d'électricité ou de force motrice par l'utili- sation de la compressibilité des liquides, et la restitution sous forme de détente cinétique de leur compression effective,
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