El molino de viento Eclipse fue uno de los diseños de molino de viento más exitosos utilizados para bombear agua en los Estados Unidos del siglo XIX . Fue inventado por Leonard Wheeler, un ministro presbiteriano que trabajaba entre los ojibwa en la costa sur del Lago Superior. Wheeler perfeccionó el dispositivo en su propiedad misional durante casi dos décadas, desconocido para el mundo tecnológico en general. En 1866, problemas de salud lo obligaron a mudarse a Beloit, Wisconsin , entonces una ciudad industrial bulliciosa, donde lo persuadieron de patentar la función básica del dispositivo. Aunque Wheeler murió antes de poder presenciar el éxito de su invento, sus hijos continuaron con el legado. Algunas de las empresas que sucedieron a la Eclipse Windmill Company original siguen siendo viables en el siglo XXI.
Leonard Hemenway Wheeler nació en Shrewsbury, Massachusetts , el 18 de abril de 1811. Su madre murió cuando tenía un mes de edad. [1] Fue criado por su padre y una tía en Bridport, Vermont . Asistió a la universidad en Middlebury College , donde se graduó en 1837, y al Andover Theological Seminary , donde se graduó en 1840. [2] En esta época conoció y se casó con Harriet Wood, igualmente devota en sus creencias religiosas. Dado que Leonard ya estaba comprometido con el trabajo misionero entre los ojibwa , la pareja pronto se encontró estableciendo un hogar en La Pointe, Wisconsin, en la isla Madeline en el Territorio de Wisconsin . [3]
Wheeler acabó comprometiéndose con la idea de ayudar a los ojibwa a aprender las habilidades agrícolas necesarias para su sustento, especialmente porque el comercio de pieles, del que habían dependido económicamente durante varias generaciones, estaba disminuyendo drásticamente. La isla no era propicia para la agricultura, por lo que Wheeler se mudó al continente y estableció un hogar y una misión, a la que llamó Odanah , la palabra ojibwa para aldea. [4] Muchos ojibwa (había alrededor de 1000 en la región de la bahía de Chequamegon) ya eran residentes semipermanentes de ese lugar, debido a los campos de arroz silvestre en la desembocadura del río Bad. El nombre ojibwa del lugar era Kietiganing. [5]
Wheeler construyó originalmente su primer molino de viento con el propósito de bombear agua desde un profundo barranco hasta su casa. Lo fue mejorando continuamente con el tiempo y, finalmente, se utilizó para diversos fines agrícolas, como moler maíz. [6]
La dura vida invernal en los bosques del extremo norte acabó pasando factura a Wheeler. En 1866 se trasladó con su familia a Beloit, donde vivían muchos de sus colegas profesionales y donde pudo encontrar amistad y apoyo para su familia mientras buscaba una carrera alternativa. [7]
Después de mudarse a Beloit, un primo de Indiana, Samuel Chipman, se interesó en el molino de viento de Wheeler. Chipman convenció a Wheeler para que trabajara en una patente y le brindó apoyo financiero mientras Wheeler lo hacía. [8] El 10 de septiembre de 1867, se emitió la patente estadounidense n.° 68674. [9] La patente tenía tres reivindicaciones .
La reivindicación principal era la de un mecanismo regulador que mantuviera la rueda apuntando en un ángulo óptimo en función de la velocidad y la dirección del viento. El principal problema de diseño de los molinos de viento es captar la mayor cantidad de energía posible con vientos suaves, pero que no se dañen ni destruyan con vientos de alta velocidad. En la técnica anterior, los molinos de viento tenían una paleta de cola simple que mantenía la rueda apuntando directamente al viento, un diseño simple que todavía se utiliza en molinos de viento decorativos para jardines. Wheeler desarrolló un mecanismo que apuntaba la rueda hacia el viento a velocidades de viento bajas a moderadas, pero que giraba la rueda para apuntar oblicuamente al viento a altas velocidades. Esto se logró por medio de una paleta secundaria que cambiaba de ángulos, mantenida en una posición óptima por pesos a través de una serie de poleas, que operaban contra la paleta direccional principal para optimizar el ángulo.
Un beneficio adicional de la invención de Wheeler, que se convirtió en la segunda reivindicación de patente, era que con un simple desplazamiento de uno de los pesos colgantes se podía detener por completo el movimiento de la rueda. Su tercera reivindicación era un medio para montar el eje vertical de todo el mecanismo con un eje hueco de modo que las cuerdas que accionaban las poleas reguladoras pudieran pasar hasta los pesos sin restringir el ángulo de rotación de la plataforma.
En una carta de 1868 a su anciano padre (todavía en Vermont), Wheeler describió el dispositivo y sus esperanzas en él de esta manera:
Quizás le interese saber cómo he conseguido que el molino funcione bien. He dedicado mucho tiempo a experimentar y ponerlo en buenas condiciones. Ahora funciona bien, en lo que respecta al plan general. Dos puntos han llamado especialmente mi atención: 1. Hacer que el molino funcione bien. 2. Simplificar y mejorar su construcción para que sea resistente y de bajo costo. Hasta ahora he instalado molinos de doscientos dólares, que hacen funcionar bombas en pozos de cincuenta pies de profundidad y dan buenos resultados. Los mecánicos y maquinistas prácticos están muy satisfechos con él: es muy sencillo de construir y cumple objetivos muy importantes. Se autorregula y se cuidará solo con cualquier viento, por fuerte y racheado que sea. Creemos que será muy necesario para pozos profundos en nuestras praderas para extraer agua para abrevar al ganado. Todavía no es remunerativo, el saldo ha quedado fuera de mi bolsillo hasta ahora, pero espero que la balanza me lo devuelva en poco tiempo. Sufro, como muchos inventores, por no tener los medios para darlo a conocer rápidamente. Pero, como en todo lo nuevo, debemos contentarnos con avanzar lentamente y esperar pacientemente los resultados. El molino en su forma actual se utiliza sólo para hacer funcionar bombas. Espero pronto conseguir otro modelo para accionar maquinaria. Tengo plena confianza en que puedo conseguir uno en una forma que dé más satisfacción que todo lo que hay ahora, aunque hay que confesar que hay no pocas dificultades en el camino. Así que, como veis, sigo ocupado y, teniendo algo de la versatilidad común a los yanquis, si no puedo hacer una cosa, me dedico a otra. Nunca más podré predicar, pero si puedo poner en marcha un molino útil y satisfacer las necesidades de mi familia, una parte de la vida estará resuelta. [8]
Como menciona Wheeler en la carta, un aspecto clave de su dispositivo, aunque no forma parte de la patente, fue el uso de piezas intercambiables económicas, lo que redujo los costos generales de fabricación.
En un principio, el molino de viento fue fabricado por LH Wheeler and Sons. [10] En febrero de 1872, Wheeler murió. En 1873, los hijos de Wheeler, junto con ST Merrill y CB Salmon, organizaron la Eclipse Wind Mill Company y la empresa comenzó a crecer de forma constante. [11] Al principio, el diseño de la rueda utilizaba cuatro paletas, pero esto se cambió a una rueda con un patrón denso de aletas, una firma del Eclipse, y se fabricó en varios diámetros desde 8 1/2 a 14 pies. [10]
La Exposición Internacional del Centenario de 1876, la primera Feria Mundial oficial en los Estados Unidos , se celebró en Filadelfia , Pensilvania , del 10 de mayo al 10 de noviembre de 1876, para celebrar el centenario de la firma de la Declaración de Independencia en Filadelfia. Asistieron alrededor de 10 millones de visitantes, equivalentes a aproximadamente el 20% de la población de los Estados Unidos en ese momento. Se exhibieron cientos de máquinas y dispositivos, incluida una exhibición especial de molinos de viento, entre los que se encontraban tres modelos de Eclipse, así como de la United States Wind-Engine & Pump Company (Batavia, Illinois), E. Stover & Brothers (Freeport, Illinois) y Gammon & Deering (Chicago, Illinois). [12] El molino de viento Eclipse recibió la siguiente cita:
Elogiado como un motor completamente eficiente, bien hecho y económico en el trabajo. Encontramos una rueda sólida y fuerte que varía en tamaño desde diez pies a dieciséis pies de diámetro. El reclamo especial es por una pequeña paleta lateral controlable, que actúa como un contrapeso y aleja la vela del viento en una tormenta. Se evita que actúe desfavorablemente con un viento suave, porque primero debe vencer el apalancamiento de un brazo con peso, que se puede hacer ajustable moviendo el peso más cerca o más lejos del centro. La mesa giratoria se mueve sobre cuatro bolas de fricción que corren sobre una superficie ranurada. La fundición de la mesa está hecha de una sola pieza con la tapa o placa de base, y tiene bridas en el lado inferior para recibir las cabezas de los postes. El extremo del vástago del pistón tiene un accesorio de bola que lo mantiene en su lugar. No hay ningún método para compensar el desgaste de esta bola. [13]
En 1880, Merrill y Salmon se jubilaron y la empresa pasó a llamarse Eclipse Wind Engine Company, con WH Wheeler como presidente. Posteriormente, la planta de fabricación se reconstruyó dos veces y Wheeler añadió productos de embrague de fricción y motores de gas. [11]
A principios de la década de 1890, Charles Morse compró acciones de la Eclipse Wind Engine Company. Finalmente, Morse fusionó los intereses de Eclipse con los de la Fairbanks Company y otras empresas, y organizó la empresa combinada conocida como Fairbanks, Morse & Co. [14]
A principios del siglo XX, los productos de Fairbanks, Morse & Co., incluidos los diversos modelos del molino de viento Eclipse, se vendían en todo el mundo. [15] Los molinos de viento Eclipse en ese momento eran una de las dos marcas más importantes en los Estados Unidos y también se fabricaban ampliamente en Alemania. [16] Cuando los derechos de patente expiraron en 1901, muchas empresas competidoras de molinos de viento copiaron el diseño. [17]
Después de la Primera Guerra Mundial, la empresa Fairbanks Morse dejó de fabricar el clásico Eclipse con aletas de madera. Sin embargo, sí produjo varios molinos de acero que llevaban la marca Eclipse. [18]
Los molinos de viento Eclipse son restaurados y protegidos por conservacionistas, [17] dos ejemplos son: