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"JPerfestionnemants aux groupes générateurs éleotriques à moteurs éoliens".
La présente invention est relative aux groupes générateurs électriques à moteurs éolians,dastinés à transformer l'énergie cinétique du Vent en énergie électrique et comporta substantiel- lement un moulinet ou hélice réceptrice, entraînant l'arbre d'une génératrice électrique et un stabilisateur,dont le rôle est d'orienter l'ensemble et de corriger,dans une certaine me- sure , les effets gyroscopiques de l'hélice.
L'invention a pour objet les perfectionnements apportes aux dispositifs de ce genre,principalement en vue d'améliorer la rendement et de leur permettre de développer une puissance électrique utilisable,par exemple pour, une production sûre de
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lumière ou de force motrice, aussi bien par vent très faible que par vent très violent, une batterie d'accumulateur assurant un réglage convenable du débit d'utilisation.
La partie essentielle desprésents perfectionnementsconcer ne 1!hélice réceptrice et consiste ,en particulier dans le fait que les pales d'hélice s'ouvrent et se ferment automatiquement par l'effet de la pression du vent.
De plus, le réglage de l'hélice s'effectue, à l'interven tion de la force centrifuge,par un régulateur spécial.
Suivant l'invention, il est prévu que par vent faible,par exemple,les pales d'hélice. demeurent dans la position la plus favorable à un rendement maximum. Au contraire, par vent plus fort,les pales d'hélice . se maintiennent sur un même plan jus- pre qu'à ce que l'hélice ait atteint une vitesse déterminée, qui pourrait âtre appelée "vitesse normale" ou nombre de tours normal.
Enfin, si la pression du vent augmente davantage ,dans de telles conditions que l'hélice tend à dépasser sa vitesse nor- male,les pales s'effacent automatiquement, c'est-à-dire qu'elles tournent progressivement sur elles-mêmes pour se dérober à une partie de la pression du vent jusqu'au moment où l'hélice a retrouvé sa vitesse normale.
D'autres perfectionnement concernent la génératrice élec- trique,laquelle est constituée de manière à pouvoir débiter un courant important moyennant une vitesse réduite,par exemple, ce débit étant de l'ordre de 12 à 60 Volts,ce qui lui permet d'avoir un amorçage pour une vitesse trèsfaible.
Egalement sont prévus des perfectionnements au montage de la génératrice sur des supports fixes et à la construction du gouvernail stabilisateur.
Ces différents perfectionnements ressortiront d'ailleurs mieux de la description suivante,laquelle se réfère aux dessins annexés,dans lesquels:
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la figure1 est une coupe radiale par un exemple du dis- positif; la figure 2 est une vue en élévation du mécanisme de l'hé- lice réceptrice; la figure 3 est une vue en élévation de la génératrice électrique; la figure 4 représente une pale d'hélice,respectivement en coupe transversale et en élévation; . la figure 5 est une coupe par la gouvernail stabilisateur ; la figure 6 est une vue de face du moyeu d'hélice récep- trice.
Suivant ces différentes figures et conformément à l'inven- tion, le dispositif se compose en ordre principal d'un enve- loppament en tôle A, susceptible de se déplacer par rotation , de manière à solidariser les pales d'hélice dans leur mouve- ment.
A l'intérieur de cet enveloppement est également disposée la génératrice éleotrique B et l'ensemble de l'enveloppement et de tous les organes qu'il protège,peuvent tourner autour d'un support général 0,de manière à se présenter ainsi dans les meilleures conditions de fonctionnement,par rapport à la direo.. tion du vent.
Cette rotation est déterminée par un gouvernail stabilisa, teur D,de forme particulière.
La position exacte des pales d'hélie. ,laquelle est essen- tiellement variable suivant l'intensité du vent, est réglée par un dispositif à force centrifuge spécial.
Suivant un mode d'exécution particulièrement schématisé à la figure 1,ce dispositif se compose,en ordre principal,de deux masses 3,fixées à l'intervention de bras appropriés au pivot F, et rendues solidaires d'un disque I par une liaison cinématique, comportant notamment une biellette G et un pivot H.
Le disque I est calé sur l'arbre longitudinal J et lesdeux
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masses E sont solidarisées entre elles par des ressorts anta gonistes K, ce qui complète le dispositif régulateur centrifuge.
D'autre part,une traverse L sert¯ de support à l'axe J et , dans ce but, est solidarisée par desnervures appropriées à l'enveloppement A. En son centre, la. traversai présente une buselure agencée de telle manière qu'elle puisse glisser , / dans certaines conditions, sur l'arbre J..Pour guider parfaitement cette pièce dans son mouvement de glissement ,la buselure sus- dite présente deux rainures devant recevoir des éléments de guidage, formés préférablement par desrouleaux (ou billes).
Dans ces conditions, on obtient un mouvement longitudinal par- faitement guidé et prémuni contre les déplacements transversaux, qui pourraient fatiguer le matériel voire marne le détruire.
L'extrémité de l'arbre J est sollicitée par un ressort à boudin N,lequel appuie, d'une part,sur une broche fixée trans- versalement dans l'extrémité du dit arbre et,d'autre part,sur le fond d'une douille filetée 0, laquelle,par vissage ou dévis- sage,permet de régler la tension initiale du ressort N.
D'autre part,l'emplacement A est pourvu d'un certain nom- bre de bras tubulaires P ,disposés radialement. En l'occurrence, ces bras sont au nombre de huit et ils sont destinés à servir de logement aux arbres Q des pales d'hélice.' T.
Dans le but de pouvoir écarter ou rapprocher les différen, tespales de leur plan commun, ellesdoivent pouvoir tourner autour de leur axe, dans lequel but ce dernier doit,lui-même , pouvoir être déplacé au prorata des conditions de pression du vent. Dans ce but, les axes Q sont terminés inférieurement par un accouplement de leviers R et S,rendus solidaires du disque commun @ I, lequel comme dit précédemment, est calé sur l'arbre longitudinal J. Cet accouplement de leviers R,S est établi et disposé de telle sorte qu'a tout mouvement de translation du dit arbre J et subséquemment du disque commun I, correspond
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un mouvement de rotation prédétermine des axes Q et, par con- séquant,des pales d'hélice T.
Les différentes pales T sont fixées sur le bout supérieur une de leur axe respectif Q,formant ainsi, ensemble, une hélice réceptrice.. ?enveloppement A est guidé par une* :pièce intérieu- re U,laquelle est garnie en sa partie centrale d'une bague en fibres. Dans ces conditions,la dit enveloppement A sera égale- ment bien supporté pendant son mouvement de rotation autour de l'arbre longitudinal J.
D'une manière générale,l'ensemble de l'enveloppement A qui détermine la position exacte des pales est la résultante des effets de deux sollicitations travaillant simultanément.
La première résulte de la pression du vent sur la surface offerte par des pales et l'enveloppement A,cet ensemble pouvant se déplacer par glissement sur l'arbre J à l'encontre des efforts antagonistes opposés par les ressorts K et N.
La seconde sollicitation résulte de l'effet de la force centrifuge,laquelle se développe efficacement lors- que l'hélice dépasse sa vitesse normale prédéterminée.
On remarquera donc que ,cas efforts antagonistes étant parfaitement étalonnés lors de la construction de l'appareil, on obtiendra une modification de la position des pales d'hélices au prorata de l'intensité du vent, tout en étant assuré d'une efficacité maximum pour les vents de pression moindre,
En effet, les pales d'hélice- se maintiendront dans leur plan commun tant que la pression du vent n'est pas suffisante pour vaincre la résistance offerte par les ressorts K et N et lorsque cette pression augmente,les masses E s'écar- tent de leur position de repos et déplacent en même temps le système cinématique, qui détermine finalement un glissement sur l' arbre J du disque commun I.
Ceci a pour effet d'opérer une traction sur l'accouplement des bielles R et S et un déplace- ment angulaire correspondant de l'axe Q clospales d'hélice .
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Ces dernières sont donc substantiellement déplacées par rotation et n'offrent donc, à la sollicitation du vent, qu'une surface droite réduite.
L'ensemble revient .progressivement en position normale lors de l'abaissement de la pression du vent.
Il est entendu que le dispositif pourrait comporter un nombre plus ou moins grand de pales d'hélice..,sans modifier les caractéristiques essentielles de l'invention.
Dans le but de transformer l'énergie mécanique ainsi obte- nue en énergie électrique,l'arbre J forme,dans la partie arrière de l'enveloppement A,l'arbre d'une génératrice électrique B.
Cette génératrice doit nécessairement présenter certaines par, ticularités permettant d'obtenir un rendement makimum par l'ap- plication du dispositif oonforme à l'invention.
D'une manière générale, une telle génératrice électrique peut comporter une garniture extérieure 3,limitée latéralement :par des flasques 4 et 5,lesquels sont montés sur le dit arbre
J, à l'intervention d'un roulement combiné 6 et d'un roulement ordinaire 7, par exemple. A l'intérieur de la carcasse 3,l'ar- bre G porte un induit 8 en regard duquel sont disposéesles masses polaires excitatrices portant les enroulements inducteurs.
Dans la paroi de la carcasse 3 sont placées,par exemple, douze masses polaires. L'induit excitateur est bobiné,de manière à former une tension variable, par exemple, entre 40 et 60 Volts pour un appareillage de 55 Volts par exemple.
La commutation comporte un collecteur 9 et douze balais 10, fixés dans des porte-balais 11, prévus sur le flasque corres- pondant 5.
L'ensemble de ces deux génératrices 0 est monté sur un support tubulaire 12, à l'intervention d'un collier 13, dans lequel est calé un pivot 14, le tout étant,par exemple,fixé à l'intervention de boulons ou de tout autre moyen approprié.
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La dit pivot 14 repose à l'extrémité supérieure du support 12 par l'intermédiaire d'une butée à billes 16, laquelle est guidée par deux buseluresen bronze 17.
Sur la partie inferieura du collier 13 est fixée une pla- que isolante sur laquelle sont rapportées des bagues de courant 18, avec lesquelles coopèrent des balais 19,montés sur un pla- teau 20. Ce dernier est fixé sur le support tubulaire 12,tandis que les bagues de prise de courant 18 sont raccordées aux bonnes négatives et positives de la génératrice, La troisième borne sert pour l'excitation. D'autre part, les porte-balais 19 sont raccordés électriquement aux bornes de la batterie régulatrice en passant par la tableau.
Dans ces oonditions, on remarquera dono que le mouvement de rotation de l'hélice , à l'intervention de l'arbre longitu- dinal J,se transmet au rotor de la génératrice d'une manière directe,de telle sorte que le rendement àlectro-mécanique est maximum.
Dans le but de placer constamment l'ensemble de l'appareil dans la position la plus favorable, il est pourvu d'un gouver- nail stabilisateur D, fixé par exemple, derrière la collier 13 et relié à la carcasse 3 du générateur par un tirant ou autre organe approprié. Ce gouvernail se prés,ante préférablement sous la forme d'une buselure conique,particulièrement schématisée à la figure 5, cependant que cette forme peut varier essentielle- ment d'après les endroits d'utilisation de l'appareil.
Il est à remarquer en outre, qu'en raison du dispositif de réglage de la vitesse de l'hélice, aucun dispositif de freinage n'est nécessaire,du fait que l'effacement des pales est automati- que lors d'un accroissement de vitesse au-dessus des caractéris- tiques normales de fonctionnement.
Un tel appareil peut évidemment être supporté de nombreuses manières,par exemple,par un pilone ,par un arbre élagué, un poteau,sur le fatte d'une maison,, etc.