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MOTEUR EOLIEN A GRANDE VITESSE;
L'invention a pour but un moteur éolien à grande vitesse. On- con- naît des moteurs éoliens à grande vitesse qui ne possèdent plus que 'deux ai- les de moulin. On a atteint dans ces appareils des nombres de tours pour lesquels le rapport caractérisant la vitesse entre la vitesse périphérique des extrémités des ailes et la vitesse du vent atteint environ le chiffre 6 (u/v # 6).
L'invention part de l'idée-que pour des nombres de tours plus grands, des moteurs éoliens de même puissance doivent être meilleur marché et plus lé- gers. La puissance étant égale au couple de rotation multiplié par le' nombre de tours et une constante, le couple de rotation peut être d'autant plus petit que le nombre de tours est plus grand. Au couple de rotation plus petit cor- respond, pour un nombre.de tours plus-élevé, une surface absolue des ailes plus petite,,. En outre, les dimensions de l'arbre et de la commande diminuent, et il en résulte un mode de construction plus léger. L'invention s'est par con- séquent donné pour but.d'augmenter le nombre de tours au-delà de la mesure qui pouvait être atteinte jusqu'à présent-.
@ En cas de tempêtes, les moteurs éoliens sont soumis à des efforts exagérés.'Dans les genres de constructions connues, on a tenté de remédier à ce danger par un mode de construction lourd et rigide. Les ailes elles-mêmes ont été montées de façon exceptionnellement rigide. En se tenant aux principes de base des constructions connues, il n'est pas possible de construire des mo- teurs éoliens pour de plus grands nombres de tours, parce que, par suite de leurs grandes masses accouplées de façon rigide entre elles, ils possèdent des nombres de vibrations propres élevés, de sorte que des nombres de tours élevés se rapprochent de ces nombres de vibrations propres et il en résulte.le danger de ruptures par l'apparition de''vibrations de résonance.
Par conséquent, l'in- vention consiste d'abord én mesurés par lesquelles le nombre de tours criti- que correspondant au nombre de vibrations propres peut être abaissé, de manie-
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re qu'il ne soit plus supérieur mais notablement inférieur au nombre de tours pendant la marche, et qui consistent notamment en ce que le moulin éolien, contrairement aux montages rigides antérieurs, est suspendu de façon flexible élastique. On passe alors sans danger par le nombre de tours critique, et le nombre de tours de marche peut être augmenté sans sinquiéter du nombre de tours critique. Dans ces conditions, le moulin éolien tourne de façon très tranquille également en cas de construction légère et d'un nombre de tours élevé.
Il existe de nombreuses formes de construction possibles, pour la sus- pension élastique, lâche et flexible du moulin éolien. Dans une forme de réa- lisation, la suspension élastique est formée par un arbre à lame de ressort unique qui forme l'arbre du moulin éolien. Dans une autre forme de réalisation, on intercale, entre l'essieu du moulin éolien et une contre-partie de l'arbre du moulin, plusieurs ressorts à lames courtes disposées parallèlement à l'axe géométrique de l'arbre du moulina dans une forme de réalisation encore diffé- rente, on.-obtient la suspension élastique en articulant, de façon élastique, 'un arbre de moulin long, éventuellement rigide, à un montant, par exemple un mât, par exemple en intercalant des ressorts de traction ou de compression en- tre l'arbre et le montant.
Plus le nombre de tours auquel le moteur éolien doit tourner est élevé, plus les ailes du moulin deviennent étroites pour un diamètre de moulin donné et un nombre d'ailes donné. Dans les modes de construction connus à deux et trois ailes, une augmentation du nombre de tours au-delà d'une certaine mesure n'est également pas possible parce que les ailes étroites correspondant au nombre de tours plus élevé, devraient avoir des sections (profils) tellement minces qu'on ne pourrait plus les construire de façon suffisamment résistante vis-à-vis des pressions de vents qui s'exercent particulièrement quand le mou- lin est arrêté. L'invention consiste en outre à écarter cette difficulté en réduisant les ailes du moulin éolien en une aile unique, et en réalisant une disposition qui, contrairement à tous les modes de constructions connus, est asymétrique.
Puisqu'elle remplace l'ensemble des ailes du moulin éolien, on donne à cette aile une surface correspondante,plus grande que ce qui serait possible pour les ailes d'un moulin éolien à plusieurs ailes pour le même nom- bre de tours,de sorte que, de façon correspondant à une surface.plus grande, elle peut recevoir un profil qui offre une force de résistance suffisante éga- lement vis-à-vis des pressions de vent qui s'exerçant à l'arrêt et au démarrage.
La masse de l'aile unique s'équilibre au moyen d'un contre-poids, mais tel n' est cependant pas le cas pour l'action dissymétrique de'l'action du vent qui ne s'applique que d'un côté de l'aile unique. Pour cette raison, ce mode de construction à aile unique ne peut se réaliser qu'en liaison avec.la caracté- ristique décrite antérieurement de l'invention de construire le montage flexi- ble du moulin éolien d'une manière simple et bon marché par laquelle l'unila- téralité de l'action de la force du vent correspondant à un déséquilibre, est rendue inoffensive. Tout battement est évité et, pour le nombre de tours de marche, on obtient.une rotation tranquille.
A l'aide de la construction élas- tique, flexible de la suspension du moulin éolien et, comme on le décrit plus haut, également à l'aide d'autres pièces fortement chargées, on arrive à absor- ber les efforts appliqués; inversement, on peut également déduire des déforma-. tions élastiques les forces exercées, de sorte que le nouveau mode de construc- tion s'adapte facilement par des essais, aux forces effectivement appliquées.
Dans le mode de construction à une aile, le rapport de la vitesse périphérique à la vitesse du vent peut atteindre plus du double de la valeur atteinte dans des appareils à grande vitesse connus ' (u # 12) v - ).
Au nombre de tours élevé qu'on tend à obtenir et qu'on réalise dans le mode de construction conforme à l'invention, .correspondent de très petits angles d'incidence de l'aile, pour lesquels les moulins à l'arrêtne se met- traient pas en marche. Il est déjà connu de pouvoir faire tourner des ailes de moulins éoliens autour d'un axe longitudinal, c'est-à-dire de faire varier l'angle d'incidence. Avec l'augmentation de la vitesse, le problème se pose de réaliser ce réglage automatiquement sur un grand intervalle, de manière que les ailes ou bien l'aile unique présente à l'arrêt un grand angle d'inciden- ce alors que, aussitôt que le moulin ou l'aile tourne, un très petit angle d'
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incidence reste établi.
Pour modifier de fagon automatique l'angle d'inciden- ce par rotation de l'aile autour d'un axe longitudinal, on propose, suivant une nouvelle caractéristique de l'invention, d'utiliser les forces qui pren- nent naissance sur des masses contenues dans l'aile elle-même ou qui y sont raccordées, qui, lorsque le moulin est arrêté et que les ailes ont un grand angle d'incidence, sont plus rapprochées de l'axe du moulin que lorsque le moulin tourne et que les ailes ont un petit angle d'incidence. Les masses uti- lisées à la commande sous l'action de forces centrifuges, peuvent dans ce cas être utilisées en liaison avec des ressorts de rappel.
Au lieu d'agir directe- ment sur l'aile du moulin éolien propre, les masses effectuant la commande sous l'action de la force centrifuge, peuvent également être rattachées à une aile antérieure insérée au moins en avant de la partie intérieure de l'aile principale, qui chaque fois suivant sa position, influence l'action du courant d'air par rapport à l'aile principale.
Finalement, il est également possible, de produire la rotation d'incidence de l'aile à l'aide d'un autre mouvement de l'aile, par exemple d'un mouvement de rotation de l'aile autour d'un axe perpendiculaire à l'arbre du moulin éolien, par des mécanismes de commande, par exemple au moyen d'un élément d'accouplement agissant entre l'aile et 1, arbre du moulin 'éolien,
Les moyens utilisés comme auxiliaires de démarrage pour le dépla- cement des ailes ou pour influencer l'action du courant d'air sur les ailes, peuvent également être utilisés comme moyens de réglage. Etant donné la cons- truction plus légère des pièces exécutée en relation avec l'augmentation du nombre de tours, le problème du réglage contre des surcharges par des tempêtes gagne également une importance plus grande.
D'autres caractéristiques résultent de la description qui suit en relation avec les revendications et les dessins.
La fige 1 représente un moulin éolien vu de profil.
La fige 2 est une coupe suivant la-ligne II-II de la figure 1.
La fig. 3 représente une partie de la représentation de la fig. 1 pour le nombre de tours de marche du moulin éolien.
La fige 4 est une autre forme de construction de la suspension du moulin éolien.
La fige 5 représente une autre construction et montage d'un moulin éolien.
La fige 6 représente un autre genre de suspension élastique dans un mode de construction analogue à la fig. 5.
Les figs. 7 à 12 représentent des constructions d'ailes à dépla- cement automatique, en partie en perspective et en partie en réprésentation schématique.
Les figs. 13 à 16 représentent des dispositifs à aile antérieure vus en perspective.
Dans l'exemple suivant la fig. 1, l'essieu 1 d'un moulin éolien à deux ailes est raccordé à une contre-partie correspondante de l'arbre 2 du moulin éolien par des ressorts à lames 3 plus courts disposés parallèlement à l'axe géométrique de l'arbre 2 quand il est au repos. Ces ressorts sont cal- culés de telle sorte qu'ils puissent supporter ensemble d'une part le couple de rotation maximum entrant en considération, mais que d'autre part ils flé- chissent de façon élastique sous l'action du poids du moulin éolien et de la force centrifuge résultant d'un déséquilibre éventuel du moulin éolien et qu'ils supportent de façon certaine les moments fléchissants produits de cette manière. L'essieu et le moulin éolien peuvent donc se déplacer suivant un plan disposé perpendiculairement à l'arbre 2.
Au delà du nombre de tours critique, le moulin tourne autour de son axe de gravité A (fig. 3).
Dans l'exemple suivant la fige 4, la suspension élastique du mou- lin est réalisée en intercalant entre l'essieu du moulin 1 et l'arbre 2 un long arbre à lame de ressort flottanto
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Dans le mode de construction suivant la figure 5, le moulin con- siste en une aile unique 7 dont la masse est équilibrée par un contrepoids.
Un long arbre 5 en forme de lame de ressort flottante, dirigée dans ce cas obliquement vers le haut, et articulée à la tête 21 d'un montant, d'une tour ou d'un mât, représente la suspension élastique du moulin éolien. La position oblique du long arbre du moulin offre l'avantage que la tour portant le mou- lin peut être construite plus basse que dans le cas d'un arbre posé horizon- talement. On économise ainsi des matériaux. On peut également exécuter aisé- .ment une construction à arbre long disposé obliquement de manière que le moulin puisse être basculé jusqu'au voisinage du sol, par exemple en cas de tempête ou dans des buts d'inspection.
Le dispositif peut se réaliser en mon- tant le moulin à l'extrémité supérieure de l'arbre flottant dirigé obliquement vers le haut sans intercalation de mécanisme et de manière que l'arbre attei- gne le voisinage du sol à son autre extrémité à laquelle est raccordée une machine de travail.
La construction suivant la fig. 6 correspond essentiellement à cel- le de la fig. 5. Ici toutefois, l'arbre allongé flottant 22 du moulin ne cons- titue pas l'unique moyen de sa suspension élastique. L'extrémité inférieure de l'arbre 22, qui, dans ce cas, peut également être rigide, est en outre monté dans un logement 24 qui, de son côté, est articulé en 23 à la tête 21' d'un montant, d'une tour ou d'un mât. Dans ce cas, l'arbre 22-s'appuie de fa- çon élastique par rapport au montant par l'intermédiaire d'un ressort de com- pression 27 tendu entre une console 25 du logement de support 24 et une con- sole 26 de la tête du montant 21'.
Dans l'exemple suivant les fig. 7 et 8, le déplacement automatique de l'aile 7 pouvant tourner autour d'un axe longitudinal depuis une position de démarrage jusqu'à la position de marche est obtenu à l'aide d'un poids centrifuge 9 relié par un arbre 9' à une douille 9" montée de manière à pou- voir tourner autour de l'axe 8 et fixée de son côté à l'aile 7. Entre l'aile 8 et une saillie de l'arbre du moulin éolien 5 est tendu un ressort de trac- tion 10 astreint à maintenir l'aile 7 dans la position de démarrage repré- sentée en traits pleins sur les figs. 7 et 8, pour laquelle le poids 9 est plus rapproché de l'arbre 5 du moulin éolien ou respectivement de son axe géométrique que dans la position de marche représentée en traits pointillés, sur les figures 7 et 8.
Aussitôt que l'aile commence à tourner autour de 1' axe 5, le poids 9 se déplace de la position pointillée et fait ainsi tourner l'aile 7 dans sa position de marche. En cas de diminution du nombre de tours ou lors de l'arrêt, le ressort 10 ramène l'aile à une position correspondant à un angle d'incidence plus grand. Sur l'exemple suivant les figs. 9 à 12, un mécanisme à bielle est prévu pour le réglage de l'aile. -L'aile 7 peut dans ce cas tourner en outre autour d'un axe 12 dirigé perpendiculairement à l'ar- bre du moulin. Entre l'aile et l'arbre du moulin 5, se fixe un élément d'ac- couplement, par exemple une bielle 13. Si le moulin est au repos (fig. 11), quand l'aile 7 est en position de marche, la pression du vent agissant dans le sens de la flèche W la fait tourner autour de l'axe 12.
A cause de la biel- le 13, ceci n'est possible que si l'aile tourne en même temps autour de son axe longitudinal 8 de manière que l'aile soit amenée à la position de démarra- ge (fig. 12). Dans la mesure où le nombre de tours de l'aile autour de l'arbre 5 augmente, la force faisant tourner l'aile autour de l'axe 12 diminue, et la. force qui la dresse augmente., de sorte que 1-'aile revient à sa position de marche (fig. 11).
Pour de grandes vitesses, l'axe de la surface circulaire ou conique balayée par l'aile peut prendre une position oblique par rapport à l'arbre 5.
Dans ce cas, l'aile elle-même, par suite du couple de déviation qui lui est propre, conservera sa position dans le plan ou sur la surface enveloppe coni- que sans modifier l'angle d'incidence. Si cela doit être possible,la bielle 13 doit pouvoir s'allonger et se raccourcir à chaque tour de façon correspon- dant à l'inclinaison de l'axe de la surface tournante par rapport à l'arbre 5, sans être soumise à des surcharges. Pour cette raison, il se recommande de la construire de manière que sa longueur puisse varier, de préférence de façon élastique, comme on le montre schématiquement sur la fig. 10 pour qu'ici aus- si les forces produites puissent être absorbées par l'existence prévue de dé-
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formations. élastiques.
Dans l'exemple suivant la figure 10, la bielle 13 se compose de deux logements à ressort glissant télescopiquement .l'un dans .1' autre 13' et 13", entre lesquels est tendu un ressort 28 qui agit par trac- tion et compression à partir de sa position neutre.
Dans l'exemple suivant la fig. 13, le dispositif auxiliaire de démarrage consiste en une aile antérieure formant une fente vis-à-vis de 1' aile 7. L'aile antérieure s'étend dans ce cas sur toute la longueur de l'aile principale. Les moyens de fixation ne sont pas représentés. Dans l'exemple suivant la fig. 14, l'aile antérieure est notablement plus courte que l'aile principale 7 et est disposée seulement le long de sa partie intérieure pour - éviter de nuire aux propriétés de grande vitesse du profil par une augmenta- tion de résistance dans la partie extérieure de l'aile particulièrement im- portante pour les grandes vitesses.
Dans le mode de construction suivant la fig. 15, l'aile antérieure 16 qui ne s'étend que sur la partie intérieure de l'aile 7 peut tourner d'un axe 32 qui, de son côté, s'appuie-par des moyens qui ne sont pas représentés sur l'arbre du moulin 5 et sur l'axe longitudinal de l'aile. Dans ce cas, un poids centrifuge 18 est raccordé à l'aile antérieure 16 et un ressort de traction 19 est intercalé entre l'aile intérieure et l'aile principale. A 1' arrêt, le ressort 19 maintient l'aile antérieure dans la position dessinée en traits pleins de la fig. 15 pour laquelle elle sert de dispositif auxiliai- re de démarrage.
Quand le nombre de tours augmente, le poids centrifuge 18 est astreint à s'écarter de l'arbre 5 du moulin, pour aboutir finalement à la position représentée en pointillé en dépassant le nombre de tours maximum; de sorte que.l'aile antérieure vient également dans la position pointillée pour laquelle elle est perpendiculaire à l'aile principale, et entrave le passage du courant d'air sur sa face dorsale de manière que le nombre de tours ne puisse plus augmenter davantage. L'aile antérieure agit donc dans ce cas com- me régulateur actionné par le poids centrifuge.
Dans l'exemple de la fig. 16, on utilise coinme forces de réglage la force centrifuge elle-même agissant sur l'aile antérieure 17 suivant sa di- rection longitudinale. L'axe de rotation 32 auquel l'aile antérieure est fixée de façon rigide, se prolonge sur la figo 16 en-dessous en une pièce renforcée qui traverse le manchon 29 fixe par rapport à l'arbre 5, de manière à pouvoir tourner et glisser à l'intérieur. Le manchon 29 porte une fente 20 recourbée en forme de pas de vis dans laquelle pénètre une cheville de guidage 30 rac- cordée de façon rigide à l'axe 32 de l'aile antérieure et portant éventuelle- ment un galet. Entre un rebord inférieur de l'axe 32 et un rebord du manchon 29, est tendu un ressort de compression 31.
A l'arrêt, la force du ressort de pression 31 maintient l'aile antérieure 17 dans la position la plus basse dessinée en traits pleins sur la fig. 16, pour laquelle la cheville 30 s'ap- puie sur l'extrémité gauche inférieure de la rainure courbe 20 et pour laquel- le l'aile antérieure a l'angle d'incidence le plus petit. Quand le nombre de tours augmente, la force centrifuge agissant dans le sens de la flèche B dé- place l'aile antérieure vers le haut sur la fig. 16 de sorte que, par suite de la pénétration de la cheville 30 dans la rainure courbe 20, elle doive en même temps tourner autour de l'axe 32 pour se mettre dans la position pointil- lée.
On réalise d'autres modes de construction lorsque l'aile antérieure, contrairement aux exemples représentés-par exemple suivant des moyens connus dans la construction des avions- est manoeuvrée à distance par un élément de réglage ne se -trouvant pas sur l'aile, par exemple par voie hydraulique, de préférence automatiquement pendant la marche, et par exemple à la main, pour l'arrêt.
REVENDICATIONS.
1.- Moteur éolien à grande vitesse, caractérisé en ce que le moulin éolien est suspendu de façon élastique flexible de manière que le nombre de tours critique soit notablement inférieur au nombre de tours pendant la marche.
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HIGH SPEED WIND MOTOR;
The object of the invention is a high speed wind motor. High speed wind motors are known which now have only two mill wings. Numbers of revolutions have been reached in these devices for which the ratio characterizing the speed between the peripheral speed of the ends of the wings and the wind speed reaches approximately the number 6 (u / v # 6).
The invention is based on the idea that for larger numbers of revolutions, wind motors of the same power should be cheaper and lighter. The power being equal to the rotational torque multiplied by the number of revolutions and a constant, the rotational torque can be smaller as the number of revolutions is greater. The smaller torque corresponds, for a higher number of revolutions, to a smaller absolute wing area ,,. In addition, the dimensions of the shaft and the drive are reduced, resulting in a lighter construction method. The object of the invention is therefore to increase the number of revolutions beyond the extent which could hitherto be achieved.
@ In the event of storms, wind motors are subjected to exaggerated forces. In known types of constructions, attempts have been made to remedy this danger by a heavy and rigid construction method. The fenders themselves have been mounted exceptionally stiff. By adhering to the basic principles of known constructions, it is not possible to construct wind motors for larger numbers of turns, because, due to their large masses rigidly coupled together, they have high numbers of clean vibrations, so that high numbers of turns approach those numbers of clean vibrations and there is the danger of breakage by the occurrence of resonant vibrations.
Consequently, the invention consists first of all of the measurements by which the critical number of revolutions corresponding to the number of inherent vibrations can be lowered, so
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re that it is no longer greater but significantly less than the number of turns during operation, and which consist in particular in that the windmill, unlike previous rigid assemblies, is suspended in a flexible elastic manner. We then safely go through the critical number of turns, and the number of walking turns can be increased without worrying about the critical number of turns. Under these conditions, the windmill runs very quietly also with light construction and a high number of turns.
There are many possible construction forms for the elastic, loose and flexible suspension of the windmill. In one embodiment, the resilient suspension is formed by a single leaf spring shaft which forms the shaft of the windmill. In another embodiment, there are interposed between the axle of the windmill and a counterpart of the shaft of the mill, several short leaf springs arranged parallel to the geometric axis of the shaft of the mill in a form yet another embodiment, the elastic suspension is obtained by resiliently articulating a long, possibly rigid, mill shaft to a post, for example a mast, for example by inserting tension springs or compression between the shaft and the upright.
The higher the number of revolutions at which the wind motor must turn, the narrower the wings of the mill become for a given mill diameter and a given number of wings. In the known two- and three-wing construction methods, an increase in the number of turns beyond a certain extent is also not possible because the narrow wings corresponding to the higher number of turns, should have sections ( profiles) so thin that it would no longer be possible to construct them sufficiently resistant to the wind pressures which are exerted particularly when the mill is stopped. The invention further consists in eliminating this difficulty by reducing the wings of the windmill into a single wing, and by producing an arrangement which, unlike all known construction methods, is asymmetrical.
Since it replaces the set of wings of the windmill, this wing is given a corresponding surface area, larger than what would be possible for the wings of a windmill with several wings for the same number of turns, from so that, corresponding to a larger surface, it can receive a profile which offers a sufficient resistance force also against the wind pressures which are exerted on stopping and starting.
The mass of the single wing is balanced by means of a counterweight, but this is however not the case for the asymmetrical action of the action of the wind which applies only on one side. of the single wing. For this reason, this single-wing construction mode can only be realized in conjunction with the previously described feature of the invention of constructing the flexible assembly of the windmill in a simple and inexpensive manner by which the unilaterality of the action of the force of the wind corresponding to an imbalance is rendered harmless. Any beating is avoided and, for the number of walking turns, a quiet rotation is obtained.
With the help of the elastic, flexible construction of the windmill suspension and, as described above, also with the help of other heavily loaded parts, the applied forces can be absorbed; conversely, we can also deduce deforma-. The forces exerted are elastic, so that the new construction method can easily be adapted by tests to the forces actually applied.
In the single-wing mode of construction, the ratio of peripheral speed to wind speed can reach more than double the value achieved in known high-speed devices' (u # 12) v -).
To the high number of turns which one tends to obtain and which one carries out in the mode of construction according to the invention, correspond very small angles of incidence of the wing, for which the mills at standstill are would not turn on. It is already known to be able to make the wings of wind mills turn about a longitudinal axis, that is to say to vary the angle of incidence. With the increase in speed, the problem arises of achieving this adjustment automatically over a large interval, so that the wings or else the single wing exhibits a large angle of incidence when stationary while, immediately whether the mill or the wing turns, a very small angle of
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incidence remains established.
In order to automatically modify the angle of incidence by rotating the wing around a longitudinal axis, it is proposed, according to a new characteristic of the invention, to use the forces which originate on masses contained in or connected to the wing itself, which, when the mill is stopped and the wings have a large angle of incidence, are closer to the axis of the mill than when the mill is rotating and the wings have a small angle of incidence. The masses used for control under the action of centrifugal forces can in this case be used in conjunction with return springs.
Instead of acting directly on the wing of the own windmill, the masses carrying out the control under the action of centrifugal force can also be attached to a front wing inserted at least in front of the inner part of the main wing, which each time depending on its position, influences the action of the air current in relation to the main wing.
Finally, it is also possible to produce the angle of attack of the wing by means of another movement of the wing, for example of a rotation movement of the wing around a perpendicular axis. to the windmill shaft, by control mechanisms, for example by means of a coupling element acting between the wing and 1, the windmill shaft,
The means used as starting aids for moving the wings or for influencing the action of the air current on the wings can also be used as adjustment means. Due to the lighter construction of the parts performed in connection with the increase in the number of revolutions, the problem of adjustment against overloads by storms also gains greater importance.
Other features result from the following description in conjunction with the claims and the drawings.
Fig. 1 represents a windmill seen in profile.
Figure 2 is a section taken along line II-II of Figure 1.
Fig. 3 shows part of the representation of FIG. 1 for the number of turns of the windmill.
Fig 4 is another form of windmill suspension construction.
Fig. 5 shows another construction and assembly of a windmill.
The rod 6 represents another type of elastic suspension in a construction mode similar to FIG. 5.
Figs. 7 to 12 show constructions of self-moving wings, partly in perspective and partly in schematic representation.
Figs. 13 to 16 show anterior wing devices seen in perspective.
In the example following fig. 1, the axle 1 of a two-winged windmill is connected to a corresponding counterpart of the shaft 2 of the windmill by 3 shorter leaf springs arranged parallel to the geometric axis of the shaft 2 when it is at rest. These springs are calculated in such a way that they can support together on the one hand the maximum torque coming into consideration, but on the other hand they flex elastically under the action of the weight of the windmill. and the centrifugal force resulting from a possible imbalance of the windmill and that they withstand the bending moments produced in this way with certainty. The axle and the windmill can therefore move along a plane arranged perpendicular to the shaft 2.
Beyond the critical number of revolutions, the mill rotates around its axis of gravity A (fig. 3).
In the example following fig 4, the elastic suspension of the mill is produced by interposing between the axle of the mill 1 and the shaft 2 a long floating leaf spring shaft.
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In the construction mode according to FIG. 5, the mill consists of a single wing 7, the mass of which is balanced by a counterweight.
A long shaft 5 in the form of a floating leaf spring, in this case directed obliquely upwards, and articulated to the head 21 of an upright, a tower or a mast, represents the elastic suspension of the windmill. The oblique position of the long shaft of the mill offers the advantage that the tower carrying the mill can be built lower than in the case of a tree placed horizontally. This saves materials. It is also easy to carry out a construction with a long shaft arranged obliquely so that the mill can be tilted to the vicinity of the ground, for example in the event of a storm or for inspection purposes.
The device can be implemented by mounting the mill at the upper end of the floating shaft directed obliquely upwards without interposing any mechanism and so that the shaft reaches the vicinity of the ground at its other end at which a work machine is connected.
The construction according to fig. 6 essentially corresponds to that of FIG. 5. Here, however, the floating elongated shaft 22 of the mill is not the only means of its elastic suspension. The lower end of the shaft 22, which in this case can also be rigid, is furthermore mounted in a housing 24 which, in turn, is articulated at 23 to the head 21 'of an upright, d 'a tower or mast. In this case, the shaft 22 bears resiliently with respect to the upright by means of a compression spring 27 tensioned between a bracket 25 of the support housing 24 and a bracket 26. of the head of the upright 21 '.
In the example following fig. 7 and 8, the automatic displacement of the wing 7 which can rotate about a longitudinal axis from a starting position to the running position is obtained by means of a centrifugal weight 9 connected by a shaft 9 ' to a socket 9 "mounted so as to be able to rotate around the axis 8 and fixed on its side to the wing 7. Between the wing 8 and a projection of the shaft of the windmill 5 is stretched a spring of traction 10 required to keep the wing 7 in the starting position shown in solid lines in Figs. 7 and 8, for which the weight 9 is closer to the shaft 5 of the windmill or respectively to its geometric axis than in the running position shown in dotted lines, in Figures 7 and 8.
As soon as the wing begins to rotate about axis 5, the weight 9 moves from the dotted position and thus rotates the wing 7 into its running position. In the event of a decrease in the number of turns or when stopping, the spring 10 returns the wing to a position corresponding to a greater angle of incidence. On the example following figs. 9 to 12, a connecting rod mechanism is provided for adjusting the wing. In this case, the wing 7 can also rotate around an axis 12 directed perpendicularly to the shaft of the mill. A coupling element is fixed between the wing and the shaft of the mill 5, for example a connecting rod 13. If the mill is at rest (fig. 11), when the wing 7 is in the operating position , the wind pressure acting in the direction of the arrow W causes it to rotate around the axis 12.
Because of the connecting rod 13, this is only possible if the wing rotates at the same time around its longitudinal axis 8 so that the wing is brought to the starting position (fig. 12). As the number of turns of the wing around the shaft 5 increases, the force rotating the wing around the axis 12 decreases, and the. the force which raises it increases, so that the wing returns to its working position (fig. 11).
For high speeds, the axis of the circular or conical surface swept by the wing can take an oblique position with respect to the shaft 5.
In this case, the wing itself, as a result of the deviation torque which is specific to it, will retain its position in the plane or on the conical envelope surface without modifying the angle of incidence. If this should be possible, the connecting rod 13 should be able to extend and shorten with each revolution corresponding to the inclination of the axis of the rotating surface with respect to the shaft 5, without being subjected to stress. overloads. For this reason, it is recommended to construct it in such a way that its length can vary, preferably elastically, as shown schematically in fig. 10 so that here also the forces produced can be absorbed by the foreseen existence of de-
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training. elastic bands.
In the example according to FIG. 10, the connecting rod 13 consists of two spring housings sliding telescopically, one in the other 13 'and 13 ", between which is stretched a spring 28 which acts by traction and. compression from its neutral position.
In the example following fig. 13, the auxiliary starting device consists of a front wing forming a slot vis-à-vis the wing 7. The front wing in this case extends over the entire length of the main wing. The fixing means are not shown. In the example following fig. 14, the fore wing is notably shorter than the main wing 7 and is arranged only along its inner part to avoid damaging the high speed properties of the profile by increasing resistance in the outer part of the airfoil. the kite particularly important for high speeds.
In the construction mode according to FIG. 15, the front wing 16 which extends only over the inner part of the wing 7 can rotate by an axis 32 which, in turn, is supported by means which are not shown on the mill shaft 5 and on the longitudinal axis of the wing. In this case, a centrifugal weight 18 is connected to the front wing 16 and a tension spring 19 is interposed between the inner wing and the main wing. When stopped, the spring 19 maintains the front wing in the position drawn in solid lines in FIG. 15 for which it serves as an auxiliary starting device.
When the number of revolutions increases, the centrifugal weight 18 is forced to move away from the shaft 5 of the mill, to finally end up in the position shown in dotted lines by exceeding the maximum number of revolutions; so that the front wing also comes into the dotted position where it is perpendicular to the main wing, and obstructs the passage of the air stream over its dorsal face so that the number of turns cannot increase further . The front wing therefore acts in this case as a regulator actuated by the centrifugal weight.
In the example of FIG. 16, use is made of the same adjusting forces as the centrifugal force itself acting on the front wing 17 in its longitudinal direction. The axis of rotation 32 to which the front wing is rigidly fixed, extends on figo 16 below in a reinforced part which passes through the sleeve 29 fixed relative to the shaft 5, so as to be able to rotate and slide inside. The sleeve 29 carries a curved slot 20 in the form of a screw thread into which penetrates a guide pin 30 rigidly connected to the axis 32 of the anterior wing and possibly carrying a roller. Between a lower rim of the pin 32 and a rim of the sleeve 29, a compression spring 31 is stretched.
When stopped, the force of the pressure spring 31 keeps the front wing 17 in the lowest position drawn in solid lines in FIG. 16, in which the ankle 30 rests on the lower left end of the curved groove 20 and in which the anterior wing has the smallest angle of incidence. As the number of turns increases, the centrifugal force acting in the direction of arrow B moves the front wing upwards in fig. 16 so that, as a result of the penetration of the pin 30 into the curved groove 20, it must at the same time rotate about the axis 32 to put itself in the dotted position.
Other modes of construction are carried out when the front wing, unlike the examples shown - for example according to known means in the construction of airplanes - is operated remotely by an adjustment element that is not located on the wing, for example hydraulically, preferably automatically while walking, and for example by hand, for stopping.
CLAIMS.
1.- High speed wind motor, characterized in that the windmill is suspended in a flexible resilient manner so that the critical number of turns is significantly less than the number of turns during running.