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"MACHINE EOLIENNE ACTIONNANT UNE POMPE"
La présente invention est relative à une machine éolienne servant à actionner une pompe.
Dans lemachines de ce genre telles qu'elles sont construites actuellement, un système tournant porte une roue à pales actionnée par le vent, une queue permettant au système de s'orienter face au vent. La roue à pales reçoit @ toujours le vent de face; elle est donc actionnée de façon très inégale suivant la force du vent.
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La présente invention a pour but dremédier à cet inconvénient. Pour cela la machine selon l'invention est caractérisée par le fait que la partie tournante de la machine portant les pales motrices, s'incline, sur la direction du vent, lorsque la vitesse de celui-ci augmente de sorte que les pales se trouvant placées obliquement par rapport à la direction du vent sont moins soumises à l'ac- tion de celui-ci.
Suivant une forme de réalisation de l'invention, cette inclinaison des pales motrices sous l'action du vent est obtenue grâce au fait que la queue porte une pale qui lui est perpendiculaire et qui fait d'autant plus dévier l'ensemble tournant que le vent qui la frappe est plus forto Cette pale peut être rappelée contre la queue par un ressorto
Suivant une autre forme de réalisation de l'inven- tion, l'inclinaison du dispositif est commandée par un ré- gulateur à boules lorsque la vitesse de rotation des pales motrices augmente au-delà d'une limite déterminée, ce même régulateur provoquant le retour de la queue à sa position normale lorsque la vitesse de rotation des pales motrices descend en-dessous d'une certaine limiteo
Selon l'invention,
cette action du régulateur à boules est obtenue grâce à ce que celui-ci fait coulisser un plateau.d'embrayage sur un arbre entraîné en rotation par ce plateau, et dont la rotation provoque celle de la partie mobile de la queue, le coulissement du plateau d'em- brayage, mettant ce plateau en prise dans ses positions extrêmes avec l'un ou l'autre de deux plateaux tournant en sens contraire de façon à provoquer sa rotation dans un sens ou dans l'autre lorsque la vitesse de rotation des pales motrices monte ou descend au-delà de limites déterminées.
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Conformément à l'invention, le piston de la pompe est attaqué par la bielle commandée directement par la roue à pales, par l'intermédiaire d'une tige transver- sale, pivotant en un point fixe et sur laquelle sont atte- lées la dite bielle et la tige de piston, le point d'attache de la bielle pouvant varier à volonté.
Sur la tige transversale peut s'atteler en outre -une autre bielle permettant d'actionner la pompe par d'au- tres moyens que la machine éolienne.
Le piston de la pompe peut être un piston double en tandem, dont les boites à clapet peuvent être enlevées du corps de pompe en les soulevant avec les pistons après a- voir fait tourner d'un quart de tour la tige de ces pis- tons lorsque ceux-ci sont dans leur position basse ce qui fait qu'une clavette portée par la tige des pistons et qui, dans la position normale de cette tige passe dans une rainure appropriée de la boite à clapet inférieure lors du mouvement de va-et-vient des pistons, vient se mettre en travers de cette rainure lui permettant de soulever ainsi la boite à clapet inférieure tandis que des doigts fourchus portés par la tige font tourner des verrous portés par la boite à clapet supérieure les dégageant ainsi d'encoches prévues dans le corps de pompe, ce qui libère cette boîte à clapet,,
D'autres avantages et particularités de l'inven= tion ressortiront de la description qui va en être faite avec référence au dessin annexé qui représente schématique- ment et à titre d'exemple plusieurs formes de réalisation de l'invention.
Sur ce dessin;
La figo 1 est une vue partielle en élévation, certaines parties étant en coupe, d'une machine éolienne selon l'invention.
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La fige 2 est une vue schématique en plan.
La figo 3 est une vue de détail, à plus grande échelle d'une variante.
La fige 4 est une vue de détail.
La fige 5 est une vue d'une autre variante.
La fige 6 est un détail d'une autre variante.
La fig. 7 est une coupe longitudinale partielle du corps de pompe*
La fige 8 en est une coupe transversale suivant la ligne VIII-VIII.
Dans la forme d'exécution de l'appareil repré- sentée sur la fige 1, 1 est le moyeu sur lequel sont montées les pales motrices 1' qui entrent en rotation sous l'action du vent, entraînant le moyeu sur lequel elles sont montées.
Ce moyeu 1 est monté sur un arbre 3 porté par un carter 2, la rotation de l'arbre 3 provoque par l'intermédiaire d'engrenages le mouvement d'une bielle 4 donnant un mouvement alternatif à la tige coulissante 5. Le carter 2 est tournant et monté sur des galets de roulement 6 par l'intermédiaire desquels il est supporté par la tête 1 du pylône 8. Sur le carter! est monté par l'intermédiaire d'un support rigide 9 un axe 10 sur lequel sont montées une pale 11 et une autre petite pale 15. Les deux pales 15 et 11 sont solidaires l'une de l'autre et perpendiculaires l'une à l'autre. Entre le support rigide 9 et la pale 11. se trouve un ressort 12 (fig. 2) qui tend à rappeler toujours la pale 11 dans la di- rection du support 9.
On voit que lorsque cet appareil est soumis à l'action du vent, celui-ci exerce son action sur la pale 15 qui tend à faire ouvrir la pale 11, laquelle entraîne avec elle tout le support rigide 9 pour l'amener dans la position 9 (figo 2). Cette action est d'autant plus impor- tante que l'action du vent est plus forte et par conséquent l'inclinaison de 9' par rapport à 9 est d'autant plus forte
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que le vent est plus forte Il en résulte que les pales motrices 1' se placeront en même temps, d'autant plus'obli- quement, par rapport à l'inclinaison du vent, et par consé- quent seront moins soumises à l'action de celui-ci.
La tige 5 entraîne dans son mouvement alternatif la bielle 22 commandant elle-même la bielle 23 montée à rotule sur la bielle 220 Cette bielle 23 est attelée à une tige 24 par un axe 26 pouvant glisser dans une rainure 25 ménagée dans la tige 24. Cette tige 24 porte à son extré- mité un contrepoids 29 et pivote autour d'un axe 27.
Sur cette tige 24 est encore attelée une tige 28 servant en cas de besoin à actionner la tige 24 et par suite le dis- positif de pompe dont on va parler plus loin lorsque l'appa- reil ne peut fonctionner, sous l'action du vent, soit qu'il n'y ait pas de vent, soit que l'appareil soit immobilisé pour une raison quelconqueo Cette tige 28 permet la commande de l'appareil soit à la main, soit au moyen d'un dispositif moteur quelconqueo Sur la tige 24 est attelée la bielle 30 qui sert directement au pompage, 31 étant un piston de gui- dage, 32 la tringle de commande de la pompe, 33 la tuyau- terie, 34 l'orifice de refoulement, tous dispositifs connus et qui n'ont pas besoin d'être décrits plus en détailso
Sur la figo 3,
on a représenté une autre forme de réalisation de l'appareil. Dans cette forme de réalisa- tion, on retrouve comme précédemment le carter 2, l'arbre 3 sur lequel est monté le moyeu 1, lequel commande le mouve- ment alternatif de la bielle 4 à la façon habituelle* Cette bielle 4 est montée sur un arbre vilebrequin 35.
Le mouve- ment de l'arbre 3 est transmis à la bielle 4 par l'intermé- diaire d'un pignon 70 calé sur l'arbre de la roue 3 engre- nant avec un pignon 71 monté fou sur un arbre 72 et relié
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/un :) par/boulon 73 à ltextrémité de l'arbre,µ59 Sur l'arbre e est calé un pignon à chaîne 36 entrainant en rotation un au-
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tre pignon 37 par l'intermédiaire d'une chaîne 36'. Le pignon 37 est monté fou sur le manchon 41 lequel est lui- même monté fou sur l'arbre 3. La roue 37 comporte des dents de loup 38 sur l'une de ses faces.
Sur le manchon 41 peut coulisser un plateau 39 solidaire en rotation du manchon 41 au moyen d'une clavette 42. Le disque 39 comporte des dents de loup sur ses deux faces.
Enfin sur l'arbre 3 est calé ùn disque 40 compor- tant des dents de loup sur sa face qui est en regard du disque 39. 43 est un régulateur centrifuge calé sur l'ar- bre 3; ses deux bras 45 articulés sur la bague centrale 43 portent à leurs extrémités des contrepoids 45'. Sur les bras 45 sont articulées)des biellettes 44 dont les extrémités en forme de fourche encastrent un prolongement du disque 39.
Un ressort 44' maintient les deux fourches 44 sur le disque 39. Au lieu de ce ressort 44', on pourrait utiliser un fer plat reliant les biellettes au moyen d'axes portés par ces biellettes, et coulissant dans des rainures ménagées dans ce fer de façon à limiter l'écartement desiellettes. Sur le manchon 41 est calé un pignon 46 entraînant au moyen d'une chaîne 47 un pignon 48 disposé entre deux pattes 2' du cou- vercle 2a du carter 2 de façon à empêcher ce pignon de se déplacer latéralement. Ce pignon forme écrou et dans cet écrou passe la vis 50 à filet carré. Une des deux pattes 2' sert de palier pour cette vis. A l'extrémité de la vis 50 est attelée une biellette 51 (figs. 3 et 4) reliée à l'axe 10 par l'intermédiaire d'une autre biellette 62.
Sur la vis 50 se trouve un doigt 53 qui, lorsque la vis est à fin de course, c'est-à-dire lorsque la pale 11 est dans la direction du support 9, vient par l'intermédiaire d'un levier 60 pivotant en 61 bloquer le disque d'embrayage 39 de façon à ce que le régulateur 43-44-45 ne puisse plus Tenir l'embrayer sur 37 et à ce. que ce même régulateur ne
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puisse pas se fermer complètement.
Ce dispositif fonctionne de la façon suivante:
L'axe 10 porté à l'arrière du support 9.comporte comme dans le cas précédent une pale 11 non représentée sur la fig. 3 pour la clarté du dessin. On voit que les mouve- ments de rotation de l'axe 10 et par suite de la pale 11 sont commandés par les déplacements de la vis 50 par l'inter médiaire des bielles 51 et 62.
Le dispositif tournant nor- malement sous l'action du vent et le plateau 39 étant suppo sé dans sa position moyenne comme représenté sur la fig. 3, @ il ne se produit aucune action sur la vis 50 puisque la ro- tation de l'arbre 3 sous l'action du vent provoque bien la
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37 rotation du pignon 36 et avec lui du pignor4 mais celui-ci tourne fou sur le manchon 41 et par conséquent n'entraîne pal celui-ci, la roue dentée 46 et le pignon écrou 48 restent immobiles.
Si le vent augmente, il en est.de @@ même de la vitesse de rotation de l'arbre 3, le régulateur à boules 43 et 45 tend à s'ouvrir et de ce fait les bras 44 entraî- nent le plateau 39 vers la gauche de façon à l'embrayer avec le plateau 40 lequel comme on l'a vu, est calé sur l'arbre 3; il en résulte que le plateau 39 est entraîné en rotation par ce plateau 40 et il entraîne avec lui le manchon 41 dont il est solidaire en rotation au moyen de la clavette 42, ainsi que les roues 46 et 48, le déplacement de cette dernière entraînant le déplacement longitudinal de la vis 50. Celle-ci fait alors tourner, au moyen des bielles 51 et 62 9 l'axe 10 et provoque l'inclinaison de la pale 11 sur le dispositif.
Cette pale se trouvant alors soumise à l'action du vent provoque la rotation de l'ensemble pour l'amener dans la position 9' (fig. 2).
Les pales 1' ne reçoivent plus de face le tent et la vites- se de rotation diminueo Il en résulte que le régulateur à boule revient dans sa position normale et le plateau
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39 cesse d'être embrayé avec le .plateau. 40; le mouvement de la vis 50 s'interrompt et la pale 11 reste dans la posi- tion où elle était placée. Si du fait de cette nouvelle inclinaison de l'ensemble de l'appareil ou d'une diminution de la vitesse du vent, la vitesse de rotation de l'arbre 3 diminuait dans des proportions trop considérables, le régu- lateur à boules s'infléchirait encore davantage et le disque 39 serait déplacé complètement vers la droite.
Il vient alors en prise avec la roue dentée 37 au moyen des dents de loup 38 et comme cette roue dentée 37 tourne en sens con- traire du plateau 40, les roues dentées 46 et 48 tournent en sens contraire, de celui où elles tournaient précédem- ment, ce qui provoque le déplacement longitudinal de la vis 50 dans l'autre sens et ramène la pale 11 vers le sup- port 9 jusqu'à ce qu'un nouvel équilibre s'établisse et que la roue 39 vienne dans une position intermédiairesntre les deux plateaux 40 et 37 sans embrayer avec aucun des deux, Le doigt 53 porté par la vis 50 vient buter, quand cette vis est 'à fond de course, c'est-à-dire lorsque la queue 11 est dans l'axe du-support 9, contre le levier 60 qui
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X bloque le disque d'embrayage 39 àJ.8m'bp.8y:
ag9 de façon à ce que celui-ci ne puisse plus venir en prise avec le disque 37 et à ce que le régulateur ne puisse se fermer complètement.
Dans la forme de réalisation de l'appareil repré- sentée sur la fig. 5, on a représenté un dispositif qui rappelle le précédent et qui fonctionne sensiblement de;la même façon, mais en ce cas, au lieu d'avoir une transmission supplémentaire constituée par les pignons 46 et 48, le manchon 41 entraîne directement en rotation par l'intermé- diaire d'une transmission flexible 56 une vis 58 montée dans un palier 59 et dont les déplacements longitudinaux commandent par l'intermédiaire d'unebiellette 57 la rotation de l'axe 10 et de la palie 11 montée' sur lui.
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Sur la fige 6, on a représenté un autre mode de réalisation qui fonctionne comme les précédents, les pièces étant simplement disposées de façon différente, les pièces correspondantes étant désignées par les mêmes lettres de ré- férence et fonctionnant exactement de la même façon. En ce cas toutefois les bras 44 du régulateur à boules sont reliés par des ressorts 100 au plateau 40 qui tourne avec l'axe 3, comme le régulateur, ces ressorts 100 empêchant les bras 44 de quitter le plateau 40.
Ces ressorts 100 pourraient être remplacés comme le ressort 44' de la fige 3 par un fer, comme on l'a indiqué à l'occasion de cette figureo
Il y a lieu de noter que dans le dispositif re- présenté sur cette figure, la pale 11 est à l'arrière de son axe 10, tandis que dans les figs. 1 et 2 elle était à l'avant.: Elle joue cependant exactement le même rôle.
Sur les figs. 7 et 8, on a représenté de quelle façon pourraient être disposés les différents organes de la pompe proprement dite.
Les deux pistons montés en tandem 62 et 70 as- pirent l'eau par 69 et 77,et la refoule en même temps dans la tuyauterie 33 le piston inférieur 70 amenant l'eau à la partie supérieure de la tuyauterie 33 par la canalisation 81. Au moment de la course de descente du dispositif, les clapets 63 et 71 s'ouvrent et l'eau aspirée passe au-dessus de ces pistons.
Cette pompe est conçue de façon à pouvoir se démonter très facilement. Pour cela les deux pistons sont solidaires l'un de l'autre et le deuxième piston porte à sa partie inférieure une tige 72 terminée par une clavette 73, qui, en fonctionnement normal coulisse dans une ouverture 74 de sa boîte à clapet d'aspiration 75. Si;l'on tourne la tringle 61 des pistons, lorsque ceux-ci sont au'bas de leur course, cette clavette 73 ne peut plus passer dans
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l'ouverture 74, elle soulève et entraîne la boite à clapet 75 lorsqu'on lève les pistons au moyen de la tringle 61.
La boite 80 du clapet d'aspiration du premier piston, qui forme également séparation entre les deux pistons, est maintenue en position sur son siège conique 80' au moyen de verrous 66 pivotant en 65 sur la boite à clapet 80 et s'engageant dans des rainures 67 ménagées dans le corps de pompe 60. La tige 61 porte des fourches 64 s'emboîtant sur ces verrous 66 lorsque les pistons sont dans la position basse. En tournant la tige 61,en même temps que la clavette 73 vient se mettre en travers du pas- sage 74, les fourches 64 font tourner les verrous 66 et les dégagent des encoches 67, ce qui permet de soulever en- suite l'ensemble des pistons y compris les boîtes à clapet 75 et 80. Pour la remise en place, on procède de façon inverse.
Il est bien entendu que. l'invention n'a été représentée et décrite ici qu'à titre explicatif et non limitatif et qu'elle peut comporter toute variante ou modi- fication de détail sans s'écarter de l'esprit de l'inven- tion.