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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 **.