Moteur à vent. Parmi les forces motrices gratuites en ap parence, dont nous disposons, se trouve le vent qui est utilisé de toutes sortes de manières, au moyen de moteurs à vent divers.
Le défaut principal général à tous les moteurs à vent est de donner trop peu de force par les vents faibles.
L'objet de la présente invention est un moteur à vent comprenant deux troncs de pyramides, dont l'un est renversé par rapport à l'autre, entre les petites bases desquels est disposée une roue à aubes. Des parois pas sant par les arêtes des troncs de pyramides sont disposées radialement par rapport à la roue, de façon à former avec les pans des troncs de pyramides, tout autour de cette roue, des entonnoirs dont la surface d'entrée est beaucoup plus grande que celle de l'entrée aux aubes de la roue, et qui dirigent le vent sur ces aubes, quelle que soit sa direction.
Deux formes d'exécution de l'invention, données à titre d'exemples, sont représentées sur les dessins.
Fig. 1 est une coupe axiale par la ligne <I>A. -B</I> de fig. 2, d'un moteur à vent à axe vertical; Fig. 2 est un plan de fig. 1, la toiture étant supposée enlevée; Fig. 3 est une coupe axiale d'une autre forme d'exécution d'un moteur à vent à axe vertical, en coupe par D-± de fig. 4; Fig. 4 est une coupe par C-H de fig. 3, vue de haut en bas.
Dans la forme d'exécution des fig. 1 et 2, <I>T</I> est une roue à aubes à axe vertical<I>Z,</I> Pu, <I>Di</I> des parois pleines qui dirigent le veut sur les aubes de la roue et obligent cette der nière à tourner toujours dans le même sens - que l'on peut choisir à volonté - quelles que soient les directions des vents qui soufflent.
Dans les fig. 1 et 2, R <I>8 U</I> ZT X <I>Y</I> est la base des deux troncs de pyramides; dont l'un est renversé, par rapport à l'autre et qui ont tous deux la hauteur h, ces troncs de pyra mides dont les faces sont marquées Pi étant reliés entre eux par des parois radiales ver ticales Pz contenant leurs arêtes.
On voit en coupe verticale la disposition de ces deux troncs de pyramides 1 ïVT P L et K <I>0</I> Q III ainsi que leur écartement et les parois ra diales P2 Di.
Dans ces figures Ai est la poulie de commande placée sur l'arbre de la roue et destinée à actionner les appareils mûs par ce moteur, .Bi la charpente des troncs de pyramides et de la toiture, Ci des clapets chargés de poids qui se soulèvent automatiquement lorsque la vitesse et la pression du vent dépassent une limite fixée d'avance, C la cheminée d'évacuation du vent, Ti la toiture placée sur toute l'instal lation.
Les parois Pi et P2 placées tout autour de la roue T forment des entonnoirs présen tant aux vents qui soufflent autour de la roue, dans toutes les directions, une surface beau coup plus grande que celle de l'entrée aux aubes de la roue.
La quantité de vent qui agit sur la roue est d'autant plus grande que l'angle formé par les parois<I>P L -</I> Q 4I est plus ouvert et se prolonge dans le sens des rayons.
Dans la forme d'exécution représentée, on a admis 45 pour l'inclinaison des paris des deux troncs de pyramides au-dessus et au-dessous de l'horizontale. Suivant la force et la direction moyenne des vents, qui varient suivant les pays, on prendra moins d'incli naison pour l'un ou l'autre de ces troncs de pyramides ou au contraire on cri prendra da vantage et ira jusqu'à 60 ou plus.
Lorsqu'il sera possible de placer ces mo teurs à vent sur une montagne, un mamelon circulaire etc., on pourra disposer le tronc de pyramide inférieur de manière qu'il se trouve en prolongation de la pente de cette montagne.
Les troncs de pyramides et les parois P2 peuvent être cri tout ou en partie cri maçon nerie, en béton armé, en planches, en tôle, en toile à voile ou autres tissus, disposés de ma nière à diriger le vent sur le moteur.
Des clapets Ci à charnières sont disposés sur le tronc de pyramide supérieur, près de l'entrée du vent à la roue, comme on le voit sur les fig. 1 et 2. Ces clapets C sont char gés d'un poids déterminé, de manière qu'ils puissent s'ouvrir pour laisser échapper le vent quand sa pression est trop forte, qu'il souffle en tempête, cyclône etc. et a atteint une limite déterminée d'avance comme maximum, et reprendre leur place aussitôt que cette pression est redevenue normale. Ces clapets font le service de soupapes de sûreté.
La grande quantité de vent conduite à la roue par le dispositif décrit, sera animée à son passage à travers la roue d'une vitesse bien supérieure à- celle du vent extérieur, ce qui obligera la roue à faire un nombre de tours beaucoup plus grand que si elle était actionnée par le même vent sans ce dispositif. On obtient ainsi beaucoup plus de force que quand la roue est placé à l'air libre.
La roue proprement dite est représentée au dessin avec des aubes (ou ailes) verticales, établies en tôle ou en -planches, coupées à leur partie supérieure et inférieure perpendi culairement à l'axe de rotation, mais dans les pays où le vent transporte beaucoup de neige, aux bords des déserts où il entraîne du sable, il pourra y avoir avantage à cou per ces mêmes aubes à leur partie inférieure en biais, comme cela est indiqué en pointillé en Qi Q2 sur la fig. 1, pour faciliter le déga gement automatique de cette neige, de ce sable etc. pendant la marche.
Dans ce cas, l'inclinaison 14I Q du plan Pi devient JI Qi.
Suivant les circonstances, la toiture Ti pourra reposer directement sur la partie su périeure du tronc de pyramide supérieur et être munie d'une cheminée Cs, au-dessus du moteur, pour l'échappement de l'air qui sort par les clapets C ou être placée sans che minée à une petite distance au-dessus du bord supérieur de ce même tronc de pyramide, comme indiqué en fig. 3.
Dans la disposition d'exécution représentée aux fig. 3 et 4, l'arbre Z de la roue T porte un régulateur à force centrifuge Pi, disposé de manière qu'il soulève plus ou moins le couvercle R2 placé au-dessus de la roue, quand la vitesse devient trop grande, pour laisser échapper une partie du vent qui y a pénétré. Ce même régulateur peut être disposé de manière à ouvrir ou fermer les clapets à charnières Ci de la première forme d'exécution, ou à faire frein sur le moteur, lorsque sa vitesse devient trop grande.
Les parois des troncs de pyramides peu vent aussi être formées de tissus qui peuvent être enroulés à la façon des stores lorsque les vents deviennent trop violents, afin de diminuer la surface d'introduction du vent au moteur.
Les parois radiales fixes Pi, se prolongent vers la roue sous la forme de parois mobiles Di, disposées sur des gonds ou pivots, ce qui permet de régler leur position par rapport aux aubes de la roue, les en rapprocher ou les en éloigner, comme l'indiquent les lignes en pointillé de la fig. 4, afin de pouvoir diri ger tout le vent sur la roue lorsque sa vi tesse est convenable et une partie seulement lorsqu'il devient trop fort et dangereux pour le moteur, le surplus étant conduit autour de la roue, d'oii il s'échappe sans avoir agi sur elle.
Le réglage de la position des parois mo biles Di se fait par le régulateur Ri, par exemple au moyen de leviers à équerre non indiqués sur le dessin, placés vis-à-vis de l'ex trémité de chacune de ces parois, dont la branche supérieure horizontale est conduite par la partie inférieure du régulateur, la partie inférieure de la branche verticale réglant ces parois.
Des guides supplémentaires D2 peuvent encore être placés entre les prolongements Di des parois Ps (fig. 4), pour assurer une meil leure direction d'entrée du vent à la roue. Leur réglage se fait comme pour les parois Di.
Wind motor. Among the apparently free motive forces at our disposal is the wind which is used in all kinds of ways, by means of various wind motors.
The main general fault with all wind engines is that they give too little force in light winds.
The object of the present invention is a wind motor comprising two truncated pyramids, one of which is inverted with respect to the other, between the small bases of which is arranged a paddle wheel. Walls not sant by the edges of the trunks of pyramids are arranged radially with respect to the wheel, so as to form with the sides of the trunks of pyramids, all around this wheel, funnels with a much larger entrance surface. than that of the entry to the blades of the wheel, and which direct the wind on these blades, whatever its direction.
Two embodiments of the invention, given by way of example, are shown in the drawings.
Fig. 1 is an axial section through the line <I> A. -B </I> of fig. 2, a vertical axis wind motor; Fig. 2 is a plan of FIG. 1, the roof being supposed to be removed; Fig. 3 is an axial section of another embodiment of a wind motor with a vertical axis, in section through D- ± of FIG. 4; Fig. 4 is a section through C-H of FIG. 3, top to bottom view.
In the embodiment of FIGS. 1 and 2, <I> T </I> is a vertical axis paddlewheel <I> Z, </I> Pu, <I> Di </I> with solid walls which direct the wants on the vanes of the wheel and make it always turn in the same direction - which you can choose at will - whatever the direction of the blowing winds.
In fig. 1 and 2, R <I> 8 U </I> ZT X <I> Y </I> is the base of the two truncated pyramids; one of which is reversed, with respect to the other and which both have the height h, these trunks of pyra mids whose faces are marked Pi being connected to each other by vertical radial walls Pz containing their edges.
We see in vertical section the arrangement of these two truncated pyramids 1 ïVT P L and K <I> 0 </I> Q III as well as their spacing and the radical walls P2 Di.
In these figures Ai is the control pulley placed on the shaft of the wheel and intended to actuate the devices driven by this motor, Bi the framework of the trunks of pyramids and of the roof, Ci of the weight-loaded valves which rise automatically when the wind speed and pressure exceed a limit fixed in advance, C the wind exhaust chimney, Ti the roof placed over the entire installation.
The walls Pi and P2 placed all around the wheel T form funnels presenting to the winds which blow around the wheel, in all directions, a surface much larger than that of the entrance to the blades of the wheel.
The quantity of wind which acts on the wheel is all the greater as the angle formed by the walls <I> P L - </I> Q 4I is more open and is extended in the direction of the spokes.
In the embodiment shown, 45 has been accepted for the inclination of the bets of the two truncated pyramids above and below the horizontal. According to the strength and the average direction of the winds, which vary according to the country, one will take less inclination for one or the other of these truncated pyramids or on the contrary one cry will take more and will go up to 60 or more.
When it is possible to place these wind motors on a mountain, a circular nipple, etc., the lower trunk of the pyramid can be arranged in such a way that it is an extension of the slope of this mountain.
The trunks of pyramids and the walls P2 can be all or part cry masonry, reinforced concrete, planks, sheet metal, sailcloth or other fabrics, arranged so as to direct the wind on the engine.
Hinged valves Ci are arranged on the upper truncated pyramid, near the entrance of the wind to the impeller, as seen in figs. 1 and 2. These valves C are loaded with a determined weight, so that they can open to let the wind escape when its pressure is too strong, when it blows in a storm, cyclone, etc. and has reached a limit determined in advance as the maximum, and resume their position as soon as this pressure returns to normal. These valves serve as safety valves.
The large quantity of wind driven to the wheel by the device described will be animated as it passes through the wheel at a speed much greater than that of the external wind, which will force the wheel to make a much greater number of turns. as if it were powered by the same wind without this device. Much more force is thus obtained than when the wheel is placed in the open air.
The actual wheel is represented in the drawing with vertical vanes (or wings), made of sheet metal or in -plates, cut at their upper and lower part perpendicular to the axis of rotation, but in countries where the wind carries a lot snow, at the edges of deserts where it carries sand, there may be advantage to neck by these same blades at their lower part at an angle, as indicated in dotted lines in Qi Q2 in fig. 1, to facilitate the automatic release of this snow, sand etc. while walking.
In this case, the inclination 14I Q of the plane Pi becomes JI Qi.
Depending on the circumstances, the roof Ti may rest directly on the upper part of the upper truncated pyramid and be fitted with a chimney Cs, above the engine, for the exhaust of the air which comes out through the valves C or be placed without a chimney at a small distance above the upper edge of this same truncated pyramid, as shown in fig. 3.
In the embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the Z shaft of the wheel T carries a centrifugal force governor Pi, arranged so that it more or less lifts the cover R2 placed above the wheel, when the speed becomes too high, to let escape part of the wind that has entered it. This same regulator can be arranged so as to open or close the hinged valves Ci of the first embodiment, or to brake on the motor, when its speed becomes too high.
The walls of the trunks of pyramids can also be formed of fabrics which can be rolled up like blinds when the winds become too violent, in order to reduce the surface area for introducing the wind to the engine.
The fixed radial walls Pi, extend towards the wheel in the form of movable walls Di, arranged on hinges or pivots, which makes it possible to adjust their position with respect to the blades of the wheel, bring them closer to or away from them, as indicated by the dotted lines in fig. 4, in order to be able to direct all the wind on the wheel when its speed is suitable and only part of it when it becomes too strong and dangerous for the engine, the surplus being led around the wheel, hence it is necessary. escapes without having acted on it.
The position of the movable walls Di is adjusted by the regulator Ri, for example by means of angle levers not shown in the drawing, placed vis-à-vis the end of each of these walls, of which the upper horizontal branch is led by the lower part of the regulator, the lower part of the vertical branch regulating these walls.
Additional guides D2 can still be placed between the extensions Di of the walls Ps (fig. 4), to ensure a better direction of entry of the wind to the wheel. They are adjusted as for the Di walls.