Moteur à vent. La présente invention se rapporte à un moteur à vent comportant une roue motrice à palettes, montée de façon à pouvoir s'orien ter autour d'un axe vertical et se rapprocher ou s'écarter ainsi d'une position à plan de roue perpendiculaire à la direction du vent. Ce qui distingue avantageusement le moteur à vent faisant l'objet de l'invention,
c'est la combinaison de la roue motrice avec une pa lette de réglage rotative montée sur un arbre sensiblement horizontal en position déplacée latéralement par rapport audit axe vertical et disposée de manière à présenter normalement son bord avec une aire de surface minimum à un vent faible ou d'intensité normale et à être tournée angulairement sur son arbre de manière à présenter au vent une aire de sur face plus grande à mesure que l'intensité du vent augmente afin d'obliger la roue motrice à se déplacer angulairement par rapport à la direction du vent.
Au dessin annexé, donné à titre d'exemple: La fig. 1 est une élévation, partie en coupe, d'une forme d'exécution de l'objet de l'invention servant à l'actionnement d'une génératrice électrique et clans laquelle la. pa- lette de réglage est tournée autour de son axe par des variations de vitesse de la roue mo trice à palettes par l'intermédiaire d'un ré gulateur centrifuge; La fig. 2 en est une coupe suivant la ligne X-X de la fig. 1, en regardant vers la.
droite; La fig. 3 est un plan correspondant à la fig. 1; La fig.4 montre le montage de la roue motrice à palettes sur son arbre; La fig. 5 est une élévation à plus petite échelle, en regardant vers la gauche en fig. 1, mais avec les palettes de 1a roue motrice tour nées de 90 ;
La fig. 6 est une vue, similaire à<B>la;</B> fig. 1, d'une autre forme d'exécution dans laquelle la palette de réglage est mise sous la dépen dance d'une palette-pilote; La fig. 7 est un plan correspondant, et la fig. 8 une élévation en regardant vers la gauche en fig. 6;
La fig. 9 est un plan d'une palette de ré glage pourvue de moyens de sécurité à a@c- tionnement par le vent pour obliger la roue motrice à palettes à osciller en arrière ou du ôté opposé à celui où arrive le vent si la roue devait se trouver temporairement tour née du côté du vent; La fit. 10 est une élévation de face dé la palette de réglage, et La fit. 11 en est une vue de côté en re gardant vers la droite en fit. 10; La fit. 12 est une élévation d'une va riante de montage de la roue motrice 'a pa lettes sur son arbre, et La fig. 13 est un plan de cette variante.
Dans les fit. 1, 3, 6 et 7, la direction du vent a été marquée par des flèches, tandis qu'à la fig 2 cette direction est tournée vers l'observateur et qu'à la fit. 5 elle est orien tée en sens opposé.
En se référant aux fig. 1 à 5 du dessin. 1 désibnn un bâti qui porte l'ensemble des parties mobiles de l'appareil et qui s'emboîte sur un poteau vertical 2, à l'extrémité du quel il est tourillonné au moyen d'un roule ment à billes 2a (fit. 2). Le bâti 1 est pourvu le paliers la dans lesquels est monté l'arbre horizontal 3 clé la roue motrice à palettes et de paliers 11 recevant l'arbre horizontal 10 de la palette de réglage 9 déplacée latérale ment par rapport à l'axe du poteau 2. L'ar bre 3 commande une génératriee électrique 6 an moyen d'un engrenage conique i, cette génératrice étant montée star le bâti 1 du côté avant du poteau 2 par où arrive le vent. Les différentes parties de l'appareil sont éta blies de manière que l'ensemble est grossière ment équilibré au sommet du poteau 2.
Des halais (non représentés) montés à l'cxtrémité inférieure de la, génératrice 6 coopèrent avec des bagues collectrices 7 fixées au poteau et d'où le courant électrique engendré peut être conduit, par des conducteurs appropriés, à une batterie d'accumulateurs à charger, à un moteur électrique à commander, etc.
La roue motrice à vent comporte deux palettes 8 diamétralement opposées l'une l'autre. Celle-ci sont portées par un bras transversal unique d, de préférence en bois, percé pour recevoir l'extrémité arrière (par rapport à la direction du vent) de l'arbre 3 (fit. 1), cette extrémité de l'arbre étant en- taillée pour recevoir une clavette- de fixation 25, laquelle s'engage étalement dans des en tailles pratiquées dans le bras 4, cet assem blage étant assuré par des boulons transver saux 296 passant à travers le bras d, la cla vette 25 et des plaques latérales de garniture 27. Le bout extrême de l'arbre 3 est réduit en diamètre de façon à former un épaulement et il présente un filetage recevant un écrou de fixation 28.
Les palettes 8 peuvent être- en bois et sont fixées au bras 4 au moyen du traverses de support 29 (fig. 5). L'angle d'in- elinaison ou pas voulu est donné aux palette 8 par des chanfreins appropriés prévus à la surface du bras 4 pour servir d'appui aux traverses de support 29.
L'arbre 10 de la palette de réglage 9 est représenté eomme faisant saillie latéralement sur l'arbre 3 dans une direetion horizontale et transversale à celui-ci, mais dans certains cas, l'arbre 10 peut ne pas être perpendicu laire à l'arbre 3. La paleite de réglage 9 y est montée de façon que quand elle est en po sition normale ou inopérative, elle présente au vent un bord mince ou un minimum d'aire active;
toutefois, afin de contrebalancer l'ef fet du frottement dans les paliers 11 de l'ar bre 10, elle présente dans cette position une faible élévation initiale, comme montré eli fig. 1, de sorte que la pression du vent tend toujours à. tourner la palette de réglage vers la position à- effet maximum indiquée en traits mixtes.
Pour faire varier la position de la palette de réglage 9 entre la position inopérative re présentée en traits pleins, dans laquelle la roue motrice il vent est en plein courant de vent, et la position à effet maximum, indiquée en traits mixtes, pour laquelle la.
roue mo trice @t vent serait fournée complètement par rapport il 11 direction du vent de façon que son plan soit parallèle à, celle-ci, par la près sion de vent s'exerçant sur la palette de ré- glage, en opposition à. l'effet d'orientation de la roue motrice et faisant tourner le bâti 1 avec celle-ci sur le poteau ?, il est fait usage d'un rébulaieur centrifuge comportant des masses pesante:
18 portées par des lames-res- sorts 20 fixées sur une traverse 17 assujettie sur l'arbre 3, ces masses pesantes 18 étant re liées, d'autre part, au moyen de biellettes 19, à un manchon coulissant 16 pouvant se dé placer sur l'arbre 3 suivant l'amplitude d'é cartement des masses pesantes 18. Sur l'ar bre 3 est également montée à coulissement la culasse ou traverse 14 d'un étrier 13, dont les branches sont articulées aux extrémités libres de bras 12 fixés sur l'arbre 10 de la palette 9. Un roulement à billes de poussée 15 est placé entre le manchon 16 et la traverse 14 de l'étrier 13.
Sur l'arbre 10 est aussi fixé un doigt à came 21 grâce auquel un effort d'intensité uniforme peut s'opposer avec effet augmentant à l'effort d'écartement des mas ses pesantes 18 du régulateur centrifuge. Dans ce but, une corde ou chaîne 22 est at tachée, par une extrémité, au doigt à came 21 prés de l'arbre 10 et, par l'autre extré mité, à la périphérie d'un tambour 23 ren fermant un ressort de rappel en spirale, non représenté, tendant à maintenir la palette 9 dans sa position inopérative, ce tambour pouvant être remplacé par une poulie solli citée par un poids ou un ressort.
Dans la position représentée, le doigt à came 21 ne sera affecté que faiblement par le ressort du tambour 23 pour s'opposer à l'écartement des masses pesantes 18, mais à mesure que cet écartement augmente, le bras de levier augmentant par suite du mouvement angu laire du doigt à came 21 donnera lieu à une augmentation convenable du couple d'opp'o- sition pour s'opposer à la force centrifuge augmentante développée par la vitesse plus élevée et le bras de levier plus grand des mas ses centrifuges 18. Bien entendu, le doigt à came pourrait aussi être supprimé, le ressort de rappel agissant alors directement sur l'ar bre 10 de la palette de réglage 9.
Le fonctionnement du dispositif de ré glage qui vient d'être décrit est le suivant: L'effort d'opposition du ressort de rappel étant tel que dans un vent d'intensité moyenne, le régulateur centrifuge soit à un écartement partiel de ses masses pesantes 18 et que la palette 9 occupe une position inter- médiaire, la roue motrice à vent sera partielle ment tourné hors du champ d'action en plein du vent par la pression du vent sur la pa lette 9, surmontant l'effet d'orientation de la roue. Une réduction de l'intensité du vent produira une diminution de la vitesse de la roue à vent. Le régulateur centrifuge rap prochera ses masses pesantes 18 sous l'effet -du ressort de rappel et la palette 9<I>se</I> dépla cera vers sa position inop.érative. L'effet.
d'orientation de la roue à vent, dû à la posi tion arrière de celle-ci par rapport au poteau 2 amènera la roue; en s'orientant autour de l'axe de celui-ci, à se rapprocher .davantage d'une position où le plan de roue est per pendiculaire à la direction du vent, offrant ainsi<B>à</B> celui-ci une plus grande aire de sur face active de ses palettes 8.
Lorsque l'in tensité du vent augmente, le régulateur cen trifuge fera écarter ses masses pesantes .au delà de la position intermédiaire précitée; son manchon 16 agissant sur l'étrier 13 fera tourner les bras -de levier 12 de façon à obli ger la palette de réglage 9 à présenter au vent une plus grande surface active. L'effet d'orientation de la roue à vent sera surmonté d'une manière correspondante et la roue à vent sera amenée à tourner dans une mesure plus grande en :
dehors de la .direction droite du courant de vent, de sorte que le vent.atta quera ses palettes sur une aire,de surface ac tive plus petite, produisant ainsi-une rédu--- tion .de la vitesse du moteur au nombre de tours pour lequel le .dispositif de réglage est ajusté. .
Pour arrêter<B>le</B> moteur à vent, l'arbre 10 de la palette de réglage 9 est pourvu d'un bras 24 au moyen duquel celle-ci peut être amenée à la main à la position verticale in diquée à la fig. 1 en traits mixtes, ce qui a pour effet qu'on présente au vent une aire de palette tellement grande que l'effet d'o rientation des palettes de la roue motrice est franchement et complètement surmonté, de sorte que cette dernière sera tournée hors du champ d'action en plein du vent.
Le bras 24, qui peut être solidarisé avec l'un des bras du levier 12 peut être actionné à l'aide d'une corde de traction 30 allant vers le bas jus qu'au poste du surveillant, la corde étant alors bloquée en position par une pince ou autre organe d'arrêt jusqu'à ce qu'on désire remettre le moteur en marche.
Afin d'empêcher toute rotation de la roue à vent qui pourrait avoir lieu pendant que la, palette de réglage est dans sa posi tion opérative en plein, ou position verticale, un tambour pourra être fixé sur l'arbre de la roue entre les paliers la du bâti 1 de ma nière à tourner avec l'arbre, et l'arbre 10 de la palette de réglage peut être muni, entre les bras de levier 12, d'un bras garni d'un sabot de frein qui est disposé pour se serrer sur ledit tambour quand la corde d'arrêt 30 est tirée et que la palette de réglage est dans sa position verticale.
La génératrice électrique telle qu'elle est montée dans l'exemple représenté est en porte- a-faux sur le poteau 2 avec l'axe de son in duit parallèle à l'axe de celui-ci. Cette dis position permet de simplifier la construction de l'appareil et aussi d'équilibrer l'ensemble par rapport à l'axe du poteau de support 2. La grande hauteur de celui-ci exige, bien en tendu, l'emploi de plusieurs consoles de sup port réparties sur la hauteur du poteau afin d'empêcher les trépidations ou oscillations de celui-ci. Le bâti, dans sa forme compacte, permet d'emboîter des coussinets ou roule ments à billes, s'il y a lieu, de façon à évi ter la nécessité de lubrification fréquente.
La légèreté de la, construction permet, d'ailleurs. de monter l'appareil par son poteau sur toute base voulue.
Au lieu d'une génératrice électrique à axe vertical, actionnée par un engrenage coni que, la génératrice électrique pourra être montée de façon que son axe soit horizontal et puisse. être actionné à partir de l'arbre 3 au moyen de roues dentées droites, d'une transmission à chaîne etc.
Dans la forme d'exécution des fig. 6, 7 et 8, le régulateur centrifuge du premier exemple fait défaut et à sa place est rigide ment monté sur l'arbre 10 de la palette de réglage 9 une palette-pilote 31 qui normale- ment, c'est-à-dire quand la palette de réglage est horizontale, ou sensiblement horizontale, et présente une aire active minimum au vent, occupe une position verticale, ou sensible ment verticale, de manière à présenter le maximum d'aire active au vent.
La palette- pilote 31 est équilibrée ou disposée symétri quement par rapport à l'axe du poteau 2 de manière que la pression de vent sur elle n'ait pas d'effet d'orientation sur la roue motrice à vent autour du poteau 2. L'arbre 10 de la palette de réglage 9 comporte aussi, y fixé, un bras à contrepoids 3 2 (ou autre organe de rappel équivalent) tendant à maintenir les palettes 31, 9 en position normale et à les ramener à celle-ci après-quo les palettes en ont été déplacées. L'effort de rappel du bras à contrepoids 32 est suffisant pour maintenir la palette-pilote 31 et la palette de réglage 9 en position normale par un vent faible.
Lors que, toutefois, l'intensité du vent augmente suffisamment pour surmonter l'effet du bris à contrepoids 32, la palette-pilote 31 est dé viée ou basculée vers l'arrière, comme repré senté en traits mixtes à la fig. G, ce mouve ment de basculement de la palette-pilote<B>31.</B> étant accompagné d'un mouvement de rota tion simultané de l;i. palette de réglage 9 d- manière à lui faire présenter une plus grande aire active à, l'action du vent, ce qui aura. pour effet que la roue à. vent sera tournée partiellement, dan; une mesure correspon dante, hors du chemin droit du courant de vent:.
Une diminution subséquente de la pres sion du vent aura pour effet que la palette- pilote 31 sera in;,apable de résister à, l'effort. de rappel du bras à contrepoids 32, après quoi l'aire active de la palette de réglage 9 sera réduite et la roue à, vent autorisée à re tourner de nouveau dans le chemin droit du courant de vent.
Par ces moyens, la roue à vent sera déplacée par rapport à la, direction du vent ou autorisée à y revenir en dépen dance de variation: de ]'intensité ,du vent pour maintenir ou conserver une vitesse de rota tion sensiblement uniforme.
Pour permettre à. la palette-pilote 31 de romman.der la. position de la. palette de ré- glage 9 même quand la roue à vent a été tournée autour du poteau 2 sur un angle re lativement grand et que l'arbre 3 de la roue à vent est sensiblement perpendiculaire à, la direction du vent, la palette-pilote 31 est dis posée de manière que sa surface tournée vers le vent ne soit pas parallèle à l'arbre 10 de la palette de réglage 9 et de manière que son bord 31a plus rapproché de la palette de ré glage soit en avance, du côté du vent, sur son bord opposé 31b éloigné de la palette de réglage.
Avec cette construction de la palette- pilote 31, celle-ci présentera, dans sa position déviée en plein, indiquée en traits mixtes à la fig. 6 et quand la roue à vent a été com plètement tournée hors du champ d'action en plein du vent, une aire suffisante à l'action du vent pour lui permettre de maintenir la palette-pilote dans la position déviée. Au lieu de monter la palette-pilote 31 sur l'arbre 10 de la palette de réglage 9, on pourra aussi la monter sur un arbre séparé et relié, par une transmission, à l'arbre 10.
Les moyens représentés aux fig. 9, 10 et 11 et assurant que la roue à vent oscille ra pidement en arrière dans le cas où la direction du vent viendrait à changer de 180 , com portent une petite nervure d'interception du vent 33, ou arête, montée sur la face nor malement supérieure de la palette de réglage 9 et présentant le maximum d'air au vent quand la palette de réglage lui présente le minimum d'aire. La nervure, ou arête, 33 de la palette de réglage est placée sur celle-ci diagonalement en travers de l'arbre 10 de la palette de réglage, avec son extrémité 33a plus près de l'axe vertical du moteur tour née du côté du vent.
La nervure ou arête 33, bien qu'elle puisse aussi être perpendiculaire à la surface de la palette de réglage, est in clinée sur celle-ci vers l'arrière, comme re présenté, de façon à former une poche entre la face normalement arrière de la nervure et la surface de la palette de réglage, dans la quelle, au cas où la roue à vent serait tem porairement du côté du vent au lieu d'être à l'arrière par rapport au poteau, comme cela peut arriver lors d'un changement du vent de la direction indiquée par les flèches en traits pleins à la direction indiquée par les flèches en pointillé aux fig.
9 et 11, le vent se prendra pour obliger la roue à vent à os ciller vers l'arrière ou du côté opposé à l'ar rivée du vent, tandis que la nervure 33 offrira moins de prise au vent quand la roue à vent est dans sa position désirée en arrière ou, par rapport au poteau, ou côté opposé à l'arrivée du vent.
Les fig. 12 et 13 représentent une va riante des moyens pour figer la roue à vent sur son arbre-3. Dans ce cas, la clavette 25 du premier exefapl.e est évitée et le bras transversal 4 portant les palettes ,motrices est empêché ,de tourner sur l'arbre 3 au moyen d'un bras 34 qui est fixé sur l'arbre 3 par l'intermédiaire d'une partie fendue 34a for mant pince, et .d'un boulon de serrage 34b,
l'extrémité libre de ce bras étant pourvue d'un tenon ou goujon 34c s'engageant dans une partie terminale élargie d'une fente pra tiquée dans le bras 4.
Tandis que le régulateur centrifuge -du premier exemple est représenté monté sur l'arbre 3 de ,la roue à vent, il pourrait aussi être monté sur un arbre séparé ou indépen dant -de cet arbre 3 et relié par une trans mission à celui-ci, ou aussi sur un prolonge -ment de l'arbre .de l'induit de la génératrice électrique 6.
Des oscillations de la palette de réglage 9 dues à -des changements de position du cen tre de la pression du vent sur' la palette ré sultant de changements. d'inclinaison de la. di rection (lu vent peuvent, si ou le désire, être amorties au moyen d'un tampon pneumati que, d'un frein ou autre âppareil amortisseur approprié.