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" Perfectionnements apportéa aux machines rotatives, compor- tant des pales orientables, notamment à celles pour l'utili- ation de la force motrice des fluides en mouvement ". la$invention est relative aux machines rotatives comportant des pales orientables,, et elle concerne plus spécialement (parce que c'est en leur cas que son applioa- tion paratt devoir offrir le plus d'intérêt), niais non ex- , cluaivement, parmi ces machines.celles pour l'utilisation de la force motrice des fluides en mouvement (liquides ou ga- zeux), plus particulièrement du vente
Elle a pour but, surtout:
, de rendre telles ces ma- chines, qu'elles soient d'un fonctionnement plus rationnel, et d'un réglage plus aisé, que jusqu'à présent.
Elle consiste,, principalement:) à faire comporter auxditea machines, des moyens propres à permettre de faire varier l'incidence de certaines au moins des pales pendant leur course de révolution autour de 1 axe de ces mêmes ma- chines.
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Bile consiste,, mise à par cette disposition prin-
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cipalet encert1nes autres. dispositions qui s*utilisent de préférencer en môme temps et dont il sera plus explicitement parle ci-après, notamment en les dispositions suivantes, plus spécialement relatives aux machines du genre en question, destinées à utiliser la force motrioe des fluides en mouve-
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ment et établtea de manière que leur axe de rotation se pré- sente à peu près perpendiculairement au sens du déplacement desdita fluldeal, sauoiri en une première disposition supplémentaire consistant à avoir recours à un organe tel que girouette pour amener les pales deadites machines dans la position optimum suivant la direction de déplacement des. fluides;
en une deuxième disposition., consistant à relier par des articulations, à l'axe de rotation des machines du genre en question, les axes autour desquels peuvent pivoter les pales orientables de ces mêmes machines, de sorte que ces axes puissent occuper des positions relatives variables par rap- port au susdit axe de rotation, et, notamment, être rabattus
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contre ce dernier, afin de diminuer l'encombrement, encbhors des périodes dut1Iiaation; et en une troisième disposition, consistant à monter les machinas du genre en question sur des supports télescopiques ou semblables, propres à permettre de faire varier la posi- tion du plan dans lequel peuvent se mouvoir les pales desdites
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machineet.
Bile vise plus particulièrement un certain mode
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d'applio*tion (celui où on l'applique aux machines pour l'u- tilisation de la force motrice du vent), ainsi que certains
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modes de rêalisationi desdites dispositions; et elle vise plus particulièrement encore, et ce à titre de produits in- dustriels nouveaux, les machines du genre en question aompor- tant application de ces mêmes dispositions, les éléments spé- aiaux propres a leur établissement, ainsi que les installa- ¯
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tions comprenant de semblables machines.
Et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit;, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
Les fig. 1 et 2, de ces dessins, montrent, respec- tivement en élévation et en protection horizontale, une machine pour l'utilisation de la force du vent, établie conformément à l'invention, l'un des éléments (la girouette) étant mon- tré sur la fig. l, dans une position différente de celle indi- quée sur la fig. 2, et ce dens le but de le rendre mieux vi- sible.
Les fig. 3 et 4 montrent respectivement en coupe et en projection horizontale,, à plus grande échelle? certains organes de la machine représentée sur les fige 1 et 20
La fig. 5 montre, en coupe partielle suivant 5-5 fig. 4, encore à plus grande échellep certains organes de la même machine.
La fig. 6 montre, séparément, en projection hori- zontale, certains éléments représentés sur la fig. 4.
La fig. 7, enfin, montre, en développement, les mêmes éléments.
Selon l'invention, et plus spécialement selon celui de aes modes d'applicationp ainsi que ceux des modes de réa- lisation de ses diverses parties auxquels il semble que doive être accordée la préférence, se proposant, par exemples d'é- tablir une machine pour l'utilisation de la force motrice des vents, on s'y prend comme suit:, ou de manière analogue.
On constitue ladite machine à l'aide de plusieurs pales a que l'on relie de façon articulée à un moyeu b qui peut être entraîné dans le mouvement de rotation des pales et recueillir ainsi l'énergie motrice du vent, ledit moyeu étant susceptible de rouler sur au moins un palier approprié tel que c, et ayant son axe, de préférence, perpendiculaire (ou sen-
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siblement) à la direction du vent, par exemple vertical.
On établit lesdites pales en toute matière appro- priêe, bois, métal, etc., ou avantageusement, ainsi que sup- pose sur le dessin, en une matière textile que l'on maintient tendue par des tendeurs: usuels. et on leur donne une forme quelconque, par exemple, com- me représente, la forme de secteurs dont le centre se trouve sur des bras susceptibles de tourillonner dans le moyeu b, et rendus solidaires desites pales, en étant, par exemple, établis dans le plan desdits secteurs qu'ils partagent en deux parties,de préférence inégales, la moitié inférieure ayant, par exemple encore, une surface et un poids légèrement supé- rieurs à ceux de la moitié supérieure, de manière à assurer une pression continue des galets dont il sera question plus loin contre leurs chemins de roulement.
Disposant d'une telle machine à pales orientables, laquelle machine est montée sur un support approprié, auquel on assujettit le palier c, on munit ladite machine de moyens propres à permettre de faire varier l'incidence de chacune des pales au cours de sa rotation àutour de l'axe de la machine, de manière que le plan de ladite pale puisse se présenter à peu près perpendi- culairement au vent, pendant une partie de sa course circu- laire, et, au contraire, à peu près parallèlement au vent pen- dant le reste de ladite course.
A cet effet, par exemple, les bras d étant auppo- sés établis perpendiculairement à l'axe de la machine, on monte, à l'intérieur du moyeu h, et à l'une des ex- trémités de chacun- des bras d, une manivelle e, que l'on ca- le, suivant un angle approprié, sur le plan de la palette correspondante, ladite manivelle étant munie à son extrémité libre d'un galet @, et on prévoit des moyens de: guidage, propres à assurer le
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déplacement correct des galets et des manivelles, et, par sui- te, à faire varier l'incidence des pales, pendant la rotation de ces dernières, autour de l'axe de la machine.
On réalise, par exemple, lesdits moyens, à l'aide de deux. chemins de roulement circulaires établis dans des plans perpendiculaires à l'axe de la machine, et de part et d'autre du plan passant par les axes des bras d, lesdits che- mins a'étendant chacun sur une portion de circonférence, d'amplitude inférieure à 180 , et étant réunis l'un à l'autre par une rampe permettant le passage des galets de l'un à l'au- tre, et on établit les deux chemins de roulement à un écarte- ment approprié l'un de l'autre, suivant l'angle de calage des manivelles sur les plana des pales,de sorte que, quivant que- les galets se déplacent, pendant la rotation de la machine, sur l'un ou l'autre desdits chemina de roulement,,
les pales se présentent respectivement dans une position verticale ou dans une position horizontale.
On agence, par exemple;, ces mêmes chemina de rou- lement, sur un organe amovible monté sur la me,chine de maniè- re à pouvoir recevoir certains mouvements de rotation autour de l'axe de cette dernière, cea mouvements pouvant lui être imprimés, automatiquement ou non (avantageusement, à l'aide de la girouette dont il sera question plus loin-):
, et l'ensem- ble étant tel que l'on puisse amener le susdit organe à occu- per une position pour laquelle ses deux chemina de.,roulement inférieur et supérieur se présentent de part et d'autre d'un plan vertical axial parallèle à la direction du vent, indi- quée sur le@ dessin@ par la flèche @@ et que,, par suites à cha- que instant, les pales qui sont situées d'un même côté de ce plan, soient dans la position verticale, et puissent recevoir l'éner gie motrice du vent, et que les pales situées de l'autre côté soient au con-
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traire horirontales et puissent ainsi remonter le courant fluide, et ce, à l'exception, bien entendu,
des pales se trouvant de part et d'autre et à proximité dudit plan, lesquelles sont (fig. 2) dans une position intermédiaire entre la verticale et l'horizontale.
Avantageusement on prévoit encore, sur ladite ma- chine, des moyens pour permettre de régler sa vitesse en cours de fonctionnement, ce pourquoi, par exemple, ou bien on établit le susdit organe en une seule pièce, et on fait agir, sur cet organe, des moyens régulateurs appro- pries telles que masses centrifuges, ressorts ou semblables, de manière à permettre de 1*amener, ai nécessaire, dans une position, faisant un certain angle avec celle qui a été indi- quée plus haut, de sorte que certaines des pales qui ont à remonter le courant fluide puissent se trouver dans une posi- tion verticale et créer ainsi des forces de freinage suscep- tibles d'assurer le réglage de la vitesse, ou bien on établit le susdit organe en plusieurs pièces (au moina deux:
) que l'on appellera cames dans ce qui va sui- vre, ces camas étant telles qu'elles puissent se recouvrir plus ou moins les unes sur lea autres, de manière à permettre de faire varier la longueur du chemin de roulement supérieur par rapport à celle du chemin de roulement inférieur, l'en- semble étant tel, de préférence, que le chemin de roulement correspondant à la position horizontale des pales s'étende au moins sur 180 (y compris certaines portions des rampes assu- rant le passage de ce premier chemin au second), de sorte que les pales destinées à remonter le courant fluide puissent tou- jours se trouver dans la position horizontale.
Suivant cette dernière disposition, qui a été re- présentée à titre d'exemple sur les dessins, on procède, avan- tageusement, en ce qui concerne les manivelles, les galets et
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les cames, de la manière qui va être indiquée, et dans la- quelle on supposera que le chemin de roulement supérieur cor- respond à la position horizontale des pales et le chemin de roulement inférieur à la position verticale.,
En ce qui concerne, d'abord, les manivelles et les galets, on donne aux manivelles µ une forme courbée telle que, lorsqu'elles sont dans la position horizontale, elles soient concentriques au moyeu b que l'on constitue avantageusement par un corps cylindrique ayant son axe confondu avec celui de la machine, on cale ces mêmes manivelles de préférence,
à 45 sur le plan des pales, et on donne aux galets f, montés aux extrémités desdites manivelles, de préférence également, une forme conique.;, le sommet de chaque cône se trouvant sur 1 axe de la machine, et étant avantageusement confondu avec le centre de la portion de sphère décrite par la face intérieure des manivelles pen- dant leurs déplacements
En ce qui concernes maintenant, les susdites cames, on les établit, avantageusement,) au nombre de trois g1, g2, g3, on les constitue par des portions de sphères concentri- ques rendues solidaires, chacune dalles (de préférence, par coulée), de plateaux hl h2 h3 susceptibles de rouler les uns sur les autres, le plateau inférieur h3 (correspondant à la came extérieure g3) pouvant roulera lui-même, soit, com- me représenté,
sur une pièce 1 solidaire du moyeup soit. enco- re sur une pièce solidaire du bâti fixe de la machine(; et on prévoit les chemins de roulement à la partie supé- rieure deadites portions de sphère,, oes chemins de roulement étant agencés de manière que, quelles que soient les posi- tions respectives des cames, le guidage des galeta fuisse s'effectuer sur deux chemina de roulement supérieur et infé-
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rieur, réunis par deux rampes montante et descendante,, ce pour quoi on procè@e, par exemple,, de la manière qui est indiquée
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ci-dessa u* Er''.;
et qui est illustrés sur les fig. 6 et 7, cette dernière montrant le développement des cames.
On fait comporter, par exemple,
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a ia...-*4 intérieure gl, un chemin de roulement supérieur 8*.étendan.t';-sur un: angle de 1250 et un chemin de roulement in- férieur sans rampe intermédiaire, a la; 'cine .moyenne &., un chemin de roulement supérieur sur 135 ,.; chemin de roulement inférieur sur 1800, et une rampe intermédiaire s'étendant sur 45 , et, enfin, à la came extérieure un chemin de roule-
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ment supéri'eur sur 135 , un chemin de roulement inférieur sur 180 , et une rampe intermédiaire de sens inverse de la pré- cédente.
-On conçoit que l'on peut amener ces cames occuper les positions les plus diverses, depuis celle, représentée sur le dessin (fig. 6 et 7), pour laquelle les trois cames se recouvrent de manière à cons-
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tituer deux. chemins de roulement inférieur et supérieur sé# tendant environ sur 135 chacun, et séparés par deux rampes setendant'sur 45 chacune, jusqu'à celle pour laquelle les chemina de roulement au- périeurs viennent en prolongement les uns des autres, les che- mins inférieurs étant complètement effacée, de sorte que tou- tes les paies sont alors dans la position horizontale.
Bien entendu, les angles.indiques ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemple et on pourrait leur donner des va- leurs totalement différentes précisées par Inexpérience.
Ayant réalisé lesdites cames de la façon qui vient d'être exposée, on les munit de moyens propres à assurer leurs déplacements respectifs, ce pour quoi, par exemple, on munit l'une des cames, par exemple la dame intérieure
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,1, dtorganea propres à lui donner une position déterminée en¯
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fonction de la direction du vent, et l'on réunit, à cette came, les deux autres, par un. système différentiel propre à permettre de faire occuper aux cames g2 g3des positions symétriques par rapport à la pre- mière.
On réalise, par exemple. ce dernier système,, à l'aide d'un boîtier j rendu solidaire de la came ledit boîtier comportant deux planétaires n1, n2 rendus solidaires des camesg2 et deux satellites kl k2, propres à être entraînes l'aide de pignons k3 k4 par des crémaillères 11 12.' reliées, soit, par exemple, à l'un des organes mobiles d'un ré- gulateur ordinaire m, ce régulateur étant monté, par exemple encore, sur l'arbre moteur p de la machine,, lequel arbre re- çoit le mouvement du moyeu b, à l'aide de moyens tels que pi- gnon p1 et couronne dentée p2 solidaire du moyeu b, soit à une commande à main permettant le même..réglage à volonté.
Le fonctionnement de la machine est alors tel que les pales actives (celles qui sont orientées verticalement) peuvent,. d'une part, grâce à l'orientabilité de la came g1, être amenées de façon convenable dans le vent, et, d'autre part, %tre en nombre plus ou moine.variable par rapport aux pales inactives (celles qui sont orientées horizontalement), de manière à permettre de maint@(1,( la machine à une vitesse à peu près constante, malgré'.'les varia- tions de vitesse du vent.
Bien entendu, les organes agissant sur la came g1 doivent être prévus tels qu'ils puissent opposer une résis- tance suffisante aux réactions exercées par les galets sur les rampes des chemins de roulement.
Quel que soit le mode de réalisation adopté, on ob-
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tient donc, grâce à l'invention, des machines présentant de nombreux avantagea sur celles du genre en question déjà exis- tantes, notamment: .7''.' celui de permettre d'utiliser au maximum la force du vent, celui déjà indiqué, . de permettre un réglage aisé de la vitesse, celui* enfin, d'assurer un rendement élevé à la condition, bien- entendu., de réduire le plus possible les pertes par frot- tements à l'intérieur du moyeu, ce qu'il est aisé.d'obtenir à l'aide, par exemple, de roulements à billes.
Et, ou bien on se contente de procéder comme il vient d'être indiqué, ou bien, et mieux, on a recours à cer- taines autres dispositions supplémentaires, telles que les suivantes et susceptibles, le cas échéant, d'être utilisées isolement.
Suivant une première disposition supplémentaire, on a recours à un organe tel que girouette pour amener les pales des 'machines du genre en question à la position optimum sui- vant la direction des fluides en mouvement.
En supposant qu'on applique une telle disposition à une machine à vent telle que décrite ci-dessus, dans la- quelle' 1*'incidence des pales peut être rendue variable pen- dant la- rotation de cette machine, .on a recours à une girouette q établie en toute matière appropriée, par exemple en métal, ou encore, comme représen- té, en toile rendue rigide par des tendeurs tels que q1, la- dite girouette étant, soit rendre solidaire de l'organe comportant les chemins de roulement des galets de manivelles, par exemple, dans le cas où cet organe comporte trois cames tellea que décrites ci-dessus, de la came intérieure ladite girouette étant fixée, avantageusement, sur une pièce r fixée elle-même à la- dite came,
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Boit reliée à ce même organe par l'intermédiaire d'un servo-moteur ou semblable, les réactions exercées par les ga- lets sur les rampes dudit organe étant alors encaissées par l'arbre dudit servo-moteuro
On obtient alors aisément, quelle que soit la maniè- re de procéder, un réglage automatique de la position des pa- les par rapport à la direction du vent.
Suivant une deuxième disposition, on relie par des articulations, à l'axe de rotation de la machine, les axes autour desquels peuvent pivoter les pales orientables, de aorte que ces axes puissent occuper des positions relatives variables par rapport audit axe, et notamment, être.rabattus contre ce dernier, afin de diminuer l'encombrementen de- hors des périodes d'utilisationo
On réalise, par exemple, cette disposition .ainsi que représenté sur le dessin, en prévoyant, sur les bras d, à proximité du moyeu b, des joints à cardan il$ et en munissant la machine de moyens proprea à permet- tre d'amener et de maintenir lesdits bras, soit dans une po- aition d'utilisation telle que représentées)
pour lamelle ces mêmes bras se trouvent dans un plan perpendiculaire'((ou sen- aiblement) à l'axe de la machines) soit dans une position ra- battu.
On réalise ces derniers moyens:) avantageusement, à l'aide, s1 ..'. d'une part, de tendeurs supérieurs en nombre égal au nombre des bras d et propres à supporter le poids de ces der- niers, lesdits tendeurs étant,, par exemple!, attachés par l'u-
3 ne de leurs extrémités à un support mobile et par l'autre extrémité au bras correspondant d, et, d'autre part, de tendeurs inférieurs, s2, que l'on fixe par une extrémité au moyeu Il et par l'autreextrémité aux bras correspondant d,
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le sdit support el pouvant être déplacé par tous mo- yens app'à'±9ié"s, par exemple à l'aide d'un treuil s susoep- tible de faire monter ou deabendre une tige a.
sur laquelle est ±ÎXd.l-e4it support, ladite tige traversant, par exemple dans des ages appropriésà, la pièce r (constituée à cet effet par,=1 -tube), les différentes cames et le moyeu.
'Bien entende, on prévoit des. moyens propres à per-
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mettra que les bras à maintiennent constamment dans une posi- tion radiale, lesdits moyens étant réalisée, par exemple, à .il 4 l'aide:
de tendeurs tels que s , entretoisant lesdits bras
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(ìg. 2)+,'Ôl"'
Enfin, suivant une dernière disposition, on peut encore monter le support d, sur lequel peut tourner le moyeu
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b, sur de:ieda t dont la longueur peut être rendue variable, ces P:Leaa.-,I?.ottvant, par exemple, être composés de plusieurs tubes té,li3.'Ètàop:'Lques. rrrtae aux dispositions supplémentaires qui viennent d'être ind3:quêea, on peut clona réaliser$ne machine présentant, outre les.. avantagea déjà exposés! une automaticité complète, et celui de:
permettra de faire tourner les pales à des
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hauteurs zàniabloa, la hauteur maximum pouvant d'ailleurs être beaucoup plus faible que dans les appareils existants, puisque la force du vent est utilisés au mieux, et qu'il n'est pas nécessaire de faire tourner les pales dans les couches d*air élevées.
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.jànme il va de soi* et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, 1'invention. ne se limite nullement à celui de' ses modes d'application, non plus qu'à, ceux des mo- des de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécia- lement été.indiqués;
elle en embrasse, au contraire, toutes
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les variantes, ziotambent.6 celles où l'axe de rotation de la machine serait hori- zontal, cet axe .tant alors mobile autour d'un axe vertical----
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de manière à pouvoir être amené dans une position perpendicu- laire au vent, auquel cas, avantageusement, on prévoirait sur le susdit axe horizontale et respectivement de part et d'au- tre dudit axe vertical, deux- séries de palettes du -genre de celles décrites ci-dessus;
, celles où, même dans le cas d'un axe de rotation verti- cal, on prévoirait plusieurs, séries de palettes propres à tourner dans des plana différente perpendiculaires audit axe, celles où les pales auraient une forme différente de la forme plane, par exemple une forme hélicoïdales, facilitant le passage de la position verticale à la position horizontale, celles où ces palea seraient guidées sur leur périphérie l'aide, par exemple, de galets montés aux extrémités des bras d opposées à celles comportant les manivelles lesdits galets étant propres à rouler sur un rail circulaire, celles -- dans le cas où l'on utilise trois cames -- où la came commandée par la girouette serait la came moyenne ou la came extérieure,
celles où le régulateur centrifuge au. lieu d'être monté sur l'arbre, serait constitué, par des masses centrifuges pré- vues à la partie périphérique dea ailes:, et reliées aux cré- maillères par tous moyens appropriéstels que cables, et celles, enfin., où l'on appliqerait l'invention à la navigation, les pales des machines étant alors destinées tourner dans l'eau, et à assurer la propulsion des navires.
R É S U M É.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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"Improvements brought to rotary machines, including orientable blades, in particular those for the use of the motive force of moving fluids". the invention relates to rotary machines comprising orientable blades ,, and it relates more specifically (because it is in their case that its application seems to have to offer the most interest), but not exclusively, among these machines: those for using the motive power of moving fluids (liquids or gaseous), more particularly of sale
Its main purpose is:
, to make these machines such, that they be of a more rational operation, and of an easier adjustment, than until now.
It consists, mainly :) in making the said machines include means suitable for making it possible to vary the incidence of at least some of the blades during their course of revolution around the axis of these same machines.
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Bile consists, made available by this principle
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cipalet encert1nes others. provisions which are used to prefer at the same time and which will be discussed more explicitly below, in particular in the following provisions, more especially relating to machines of the type in question, intended to use the motive force of the fluids in motion.
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ment and established in such a way that their axis of rotation is presented approximately perpendicular to the direction of displacement of the said fluldeal, except in a first additional arrangement consisting in having recourse to a member such as a weather vane to bring the blades of these machines into position optimum according to the direction of movement of. fluids;
in a second arrangement., consisting in connecting by articulations, to the axis of rotation of the machines of the type in question, the axes around which the orientable blades of these same machines can pivot, so that these axes can occupy relative positions variable with respect to the aforesaid axis of rotation, and, in particular, be folded
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against the latter, in order to reduce congestion, encbout the periods of use; and in a third arrangement, consisting in mounting the machines of the type in question on telescopic supports or the like, suitable for allowing the position of the plane in which the blades of said blades to be moved to be varied.
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machine and.
Bile specifically targets a certain mode
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application (that where it is applied to machines for the use of the driving force of the wind), as well as certain
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methods of carrying out said provisions; and it relates more particularly still, and this as new industrial products, to machines of the type in question having application of these same provisions, to the special elements specific to their establishment, as well as to the installations.
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tions comprising similar machines.
And it can, in any case, be clearly understood with the aid of the additional description which follows ;, as well as the appended drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all by way of indication.
Figs. 1 and 2, of these drawings, show, respectively in elevation and in horizontal protection, a machine for the use of the force of the wind, established in accordance with the invention, one of the elements (the weather vane) being my - tré in fig. 1, in a position different from that indicated in FIG. 2, and this in order to make it better visible.
Figs. 3 and 4 show respectively in section and in horizontal projection ,, on a larger scale? some parts of the machine shown on figs 1 and 20
Fig. 5 shows, in partial section along 5-5 fig. 4, even on a larger scale, certain parts of the same machine.
Fig. 6 shows, separately, in horizontal projection, certain elements shown in FIG. 4.
Fig. 7, finally, shows, in development, the same elements.
According to the invention, and more especially according to that of aes modes of application as well as those of the embodiments of its various parts to which it seems that preference should be given, proposing, for example, to establish a machine for the use of the driving force of the winds, it is done as follows :, or similar.
Said machine is formed using several blades a which are connected in an articulated manner to a hub b which can be driven in the rotational movement of the blades and thus collect the driving energy of the wind, said hub being capable of roll on at least one suitable bearing such as c, and having its axis, preferably, perpendicular (or sens-
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sibly) to the direction of the wind, for example vertical.
Said blades are made from any suitable material, wood, metal, etc., or advantageously, as shown in the drawing, from a textile material which is kept taut by standard tensioners. and we give them any shape, for example, as shown, the shape of sectors whose center is on arms capable of journaling in the hub b, and made integral with the blades, by being, for example, established in the plane of said sectors which they share in two parts, preferably unequal, the lower half having, for example also, a surface and a weight slightly greater than those of the upper half, so as to ensure a continuous pressure of the rollers which will be discussed later against their raceways.
Having such a machine with orientable blades, which machine is mounted on a suitable support, to which the bearing c is attached, said machine is provided with means suitable for making it possible to vary the incidence of each of the blades during its rotation around the axis of the machine, so that the plane of said blade may appear approximately perpendicular to the wind, during part of its circular stroke, and, on the contrary, approximately parallel to the wind during the remainder of the said race.
To this end, for example, the arms d being aupposés established perpendicular to the axis of the machine, one climbs, inside the hub h, and at one of the ends of each of the arms d , a crank e, which is fitted, at an appropriate angle, on the plane of the corresponding pallet, said crank being provided at its free end with a roller @, and provision is made for: guide means, specific to ensure the
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correct movement of the rollers and cranks, and, consequently, to vary the incidence of the blades, during the rotation of the latter, around the axis of the machine.
Said means are produced, for example, using two. Circular raceways established in planes perpendicular to the axis of the machine, and on either side of the plane passing through the axes of the arms d, said races each extending over a portion of circumference, d ' amplitude less than 180, and being joined to each other by a ramp allowing the passage of the rollers from one to the other, and the two tracks are established at an appropriate spacing l ' one from the other, according to the angle of setting of the cranks on the planes of the blades, so that, quivant that the rollers move, during the rotation of the machine, on one or the other of said paths of rolling,,
the blades are respectively in a vertical position or in a horizontal position.
We arrange, for example ;, these same rolling path, on a removable member mounted on the core so as to be able to receive certain rotational movements around the axis of the latter, these movements being able to be printed, automatically or not (advantageously, using the weather vane which will be discussed later):
, and the assembly being such that we can bring the aforesaid member to occupy a position for which its two paths of., lower and upper bearing are present on either side of an axial vertical plane parallel to the direction of the wind, indicated on the @ drawing @ by the arrow @@ and that, consequently, at each instant, the blades which are located on the same side of this plane, are in the position vertical, and can receive the motive power of the wind, and that the blades located on the other side are in con-
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milk horizontally and can thus ascend the fluid current, with the exception, of course,
blades located on either side and close to said plane, which are (Fig. 2) in an intermediate position between the vertical and the horizontal.
Advantageously, means are also provided on said machine to allow its speed to be adjusted during operation, which is why, for example, or else the aforesaid member is established in a single piece, and this member is made to act. , suitable regulating means, such as centrifugal masses, springs or the like, so as to enable it to be brought, if necessary, into a position making a certain angle with that which has been indicated above, so that some of the blades which have to go up the fluid stream may be in a vertical position and thus create braking forces capable of ensuring the speed adjustment, or else the aforesaid member is established in several parts (at less than two:
) which will be called cams in what will follow, these camas being such that they can overlap more or less one on the other, so as to make it possible to vary the length of the upper raceway with respect to to that of the lower raceway, the assembly preferably being such that the raceway corresponding to the horizontal position of the blades extends over at least 180 (including certain portions of the ramps ensuring the passage from this first path to the second), so that the blades intended for raising the fluid stream can always be in the horizontal position.
According to this last arrangement, which has been shown by way of example in the drawings, one proceeds, advantageously, as regards the cranks, the rollers and
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the cams, as will be indicated, and in which it will be assumed that the upper raceway corresponds to the horizontal position of the blades and the lower raceway to the vertical position.,
As regards, first of all, the cranks and the rollers, the cranks µ are given a curved shape such that, when they are in the horizontal position, they are concentric with the hub b which is advantageously constituted by a body cylindrical having its axis coincident with that of the machine, these same cranks are preferably wedged,
at 45 in the plane of the blades, and the rollers f, mounted at the ends of said cranks, are given preferably also a conical shape.;, the top of each cone being on 1 axis of the machine, and being advantageously coincident with the center of the portion of the sphere described by the inner face of the cranks during their movements
As regards now, the aforesaid cams, they are established, advantageously,) three in number g1, g2, g3, they are constituted by portions of concentric spheres made integral, each slabs (preferably by casting) , of plates hl h2 h3 capable of rolling on top of each other, the lower plate h3 (corresponding to the outer cam g3) being able to roll itself, that is to say, as shown,
on a part 1 integral with the moyeup is. also on a part integral with the fixed frame of the machine (; and the raceways are provided at the upper part of these portions of the sphere, these raceways being arranged so that, whatever the posi- respective cams, the guiding of the rollers should be carried out on two upper and lower raceways.
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laughing, joined by two ascending and descending ramps, for which one proceeds, for example, in the manner which is indicated
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above * Er '' .;
and which is illustrated in FIGS. 6 and 7, the latter showing the development of the cams.
We make it behave, for example,
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a ia ...- * 4 interior gl, an upper raceway 8 * .étendan.t '; - on an: angle of 1250 and a lower raceway without intermediate ramp, a la; 'cine .moyenne &., an upper track on 135,.; lower track on 1800, and an intermediate ramp extending on 45, and, finally, at the outer cam a track of roller-
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higher on 135, a lower track on 180, and an intermediate ramp in the opposite direction to the previous one.
-One can see that we can bring these cams to occupy the most diverse positions, from that shown in the drawing (fig. 6 and 7), for which the three cams overlap so as to-
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title two. lower and upper raceways extending approximately over 135 each, and separated by two ramps extending over 45 each, up to the one for which the lower raceways extend from each other, the raceways lower positions being completely erased, so that all payrolls are then in the horizontal position.
Of course, the angles given above are only given by way of example and they could be given totally different values as specified by experience.
Having made said cams in the way which has just been explained, they are provided with means suitable for ensuring their respective movements, for which, for example, one of the cams, for example the inner lady, is provided.
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, 1, dtorganea suitable to give it a determined position in ¯
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depending on the direction of the wind, and the other two are joined to this cam by one. differential system suitable for allowing the cams g2 g3 to occupy symmetrical positions with respect to the first.
We realize, for example. the latter system ,, using a housing j made integral with the cam said housing comprising two planetary n1, n2 made integral with the camsg2 and two satellites kl k2, suitable for being driven using pinions k3 k4 by racks 11 12. ' connected, either, for example, to one of the moving parts of an ordinary regulator m, this regulator being mounted, for example also, on the motor shaft p of the machine, which shaft receives the movement hub b, by means of means such as pinion p1 and toothed ring p2 integral with hub b, or to a hand control allowing the same adjustment at will.
The operation of the machine is then such that the active blades (those which are oriented vertically) can. on the one hand, thanks to the orientability of the cam g1, to be brought in a suitable way in the wind, and, on the other hand,% be in more or less number. variable with respect to the inactive blades (those which are oriented horizontally), so as to allow the machine to be maintained at approximately constant speed despite '.' variations in wind speed.
Of course, the members acting on the cam g1 must be provided such that they can oppose sufficient resistance to the reactions exerted by the rollers on the ramps of the raceways.
Whatever the embodiment adopted, one obtains
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Thus, thanks to the invention, there are machines which have many advantages over those of the type in question which already exist, in particular: .7 "." that of allowing maximum use of the force of the wind, that already indicated,. to allow easy adjustment of the speed, that * finally, to ensure a high efficiency on the condition, of course., of reducing as much as possible the losses by friction inside the hub, which is easy to obtain using, for example, ball bearings.
And, either one is satisfied to proceed as it has just been indicated, or else, and better, one has recourse to certain other additional provisions, such as the following and likely, if necessary, to be used in isolation. .
According to a first additional arrangement, recourse is had to a member such as a wind vane to bring the blades of the machines of the type in question to the optimum position following the direction of the moving fluids.
Assuming that such an arrangement is applied to a wind machine as described above, in which the incidence of the blades can be made to vary during the rotation of that machine, use is made of. to a vane q established in any suitable material, for example metal, or even, as shown, made of fabric made rigid by tensioners such as q1, said vane being, either to make integral with the member comprising the paths of the crank rollers, for example, in the case where this member comprises three cams as described above, of the internal cam, said vane being fixed, advantageously, on a part r itself fixed to said cam ,
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Box connected to this same member by means of a servo-motor or the like, the reactions exerted by the rollers on the ramps of said member then being received by the shaft of said servo-motor.
Whatever the method of proceeding, automatic adjustment of the position of the blades with respect to the direction of the wind is then easily obtained.
According to a second arrangement, the axes around which the orientable blades can pivot are connected by articulations to the axis of rotation of the machine, so that these axes can occupy variable relative positions with respect to said axis, and in particular, be defeated against the latter, in order to reduce the bulkiness outside periods of use.
This arrangement, as shown in the drawing, is achieved, for example, by providing, on the arms d, near the hub b, cardan joints 11 $ and by providing the machine with proper means to enable it to. bring and maintain said arms, either in a position of use as shown)
for lamella these same arms are found in a plane perpendicular '(or appreciably) to the axis of the machine) or in a folded position.
These last means are carried out :) advantageously, using s1 .. '. on the one hand, tensioners greater in number equal to the number of arms d and suitable for supporting the weight of the latter, said tensioners being, for example, attached by the u
3 do their ends to a movable support and the other end to the corresponding arm d, and, on the other hand, lower tensioners, s2, which is fixed by one end to the hub II and by the other end to the corresponding arm d,
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the said support el being able to be moved by any means app'à '± 9ié "s, for example using a winch s capable of raising or lowering a rod a.
on which is ± ÎXd.l-e4it support, said rod passing through, for example in ages appropriate to, the part r (constituted for this purpose by, = 1 -tube), the various cams and the hub.
'Of course, we are planning. means specific to
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will put that the arms to keep constantly in a radial position, said means being realized, for example, by using:
tensioners such as s, bracing said arms
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(ìg. 2) +, 'Ôl "'
Finally, according to a last arrangement, we can still mount the support d, on which the hub can turn.
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b, on de: ieda t whose length can be made variable, these P: Leaa .-, I? .ottvant, for example, be composed of several tubes t, li3.'Étàop: 'Lques. rrrtae to the additional provisions which have just been ind3: quêea, one can clona realize $ no machine presenting, in addition to the .. advantages already exposed! full automaticity, and that of:
will allow the blades to rotate at
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zàniabloa heights, the maximum height can also be much lower than in existing devices, since the force of the wind is used to the best, and it is not necessary to rotate the blades in the layers of air high.
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.jànme it goes without saying * and as it follows moreover already from what precedes, 1'invention. is by no means limited to that of its modes of application, nor to those of the embodiments of its various parts which have more specifically been indicated;
on the contrary, she embraces all
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the variants, ziotambent. 6 those where the axis of rotation of the machine would be horizontal, this axis being then movable around a vertical axis ----
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so as to be able to be brought into a position perpendicular to the wind, in which case, advantageously, there would be provided on the aforesaid horizontal axis and respectively on either side of said vertical axis, two series of pallets of the same type. those described above;
, those where, even in the case of a vertical axis of rotation, there would be several series of pallets suitable for rotating in different planes perpendicular to said axis, those where the blades would have a shape different from the plane shape, for example example a helical shape, facilitating the passage from the vertical position to the horizontal position, those where these palea would be guided on their periphery using, for example, rollers mounted at the ends of the arms opposite to those comprising the cranks said rollers being suitable for running on a circular rail, those - in the case where three cams are used - where the cam controlled by the wind vane is the middle cam or the outer cam,
those where the centrifugal governor at. instead of being mounted on the shaft, would be constituted by centrifugal masses provided at the peripheral part of the wings :, and connected to the racks by all appropriate means such as cables, and those, finally., where the the invention would be applied to navigation, the blades of the machines then being intended to turn in the water, and to propel ships.
ABSTRACT.
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