Brevet FR2217853A1 — publié le 19740906

La présente invention est relative, de façon générale, à la production d'électricité et, plus particulièrement, aux moyens pour engendrer, de façon continue, une charge et la transférer à un conducteur pour la création, par ce dernier, d'un champ de charge éloigné de la source génératrice, pour des buts d'antipollution. Un objet de la présente invention consiste à réaliser un générateur électrostatique comprenant une courroie sans fin isolée pour recevoir de façon continue une charge et un conducteur pour recevoir cette charge depuis la courroie par induction électrostatique. Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser un générateur électrostatique du type mentionné qui comprend un moyen pour inhiber la perte non-autorisée de charge de façon qu'un niveau élevé d'efficacité soit obtenu. Un autre objet encore de la présente invention consiste à réaliser un générateur du type mentionné dans lequel un collecteur sensiblement en forme de cloche est disposé entourant un balai d'inducteur pour concentrer la charge délivrée sur ledit balai. Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser un générateur du type mentionné pour une utilisation particulière en liaison avec un conducteur électrostatique du type tubulaire relié à un balai d'inducteur et convenablement adapté pour un transfert efficace d'une charge appliquée à une zone relativement éloignée afin de créer à l'intérieur un champ de charge. Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser une combinaison générateur électrostatique et conducteur électrostatique formant une unité composite, de dimension limitée de fa çon à etre mobile et facilement déplaçable dtun lieu à l'autre pour répondre aux besoins de lutte contre la pollution. Un autre objet de la présente invention consiste à réaliser un générateur électrostatique du type mentionné dans lequel la charge créée est directement proportionnelle à la vitesse de déplacement de la courroie et à la pression régnant à l'intérieur de l'enceinte recevant ladite courroie. Un autre objet de la présente invention réside dans la réalisation d'une combinaison générateur et conducteur électrostatiques qui peut etre fabriquée de la façon la plus économique, qui est extremement fiable et durable en fonctionnement, qui est constituée de parties montées simplement, favorisant sa résistance aux pannes, et qui, dans la pratique réelle est d'une efficacité remarquable. Dans le dessin, qui illustre certains modes de réalisation de l'invention la figure 1 est une vue latérale en élévation d'un générateur électrostatique construit conformément à la présente invention et la mettant en oeuvre, et elle représente un emplacement préféré pour le conducteur associé dans un établissement industriel, la figure 2 est une vue en coupe transversale, verticale, selon 2-2 de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe transversale, horizontale, selon 3-3 de la figure 1, la figure 4 est une vue en coupe transversale, verticale, selon 4-4 de la figure 2, la figure 5 est une vue en coupe transversale, verticale, selon 5-5 de la figure 2, la figure 6 est une vue en plan de dessus, fragmentaire, selon 6-6 de la figure 5 En se référant maintenant,à l'aide de chiffres de référence, au dessin qui illustre le mode de réalisation préféré de la présente invention A désigne globalement un générateur électrostatique possédant, relié à lui, d'une manière qui sera décrite cidessous, un conducteur électrostatique dont le but principal est de retirer les polluants de l'atmosphère. Le générateur A comprend une enceinte 1 métallique, sensiblement cylindrique, qui est de préférence mobile, possédant des supports 2 dépassant, écartés l'un de l'autre depuis son extrémité inférieure, pour supporter des roulettes.Du fait de la nécessité d'avoir périodiquement accès à l'intérieur de l'enceinte 1, cette dernière est, de préférence, construite en trois parties, consistant en une partie de base 4, une partie centrale 5, et une partie de dessus 6, avec des rebords se correspondant, comme en 7, 8 et 9,10, pour maintenir la partie de base 4 et la partie de dessus 6, chacune en contact étanche bien ajusté avec la partie centrale 5. La surface intérieure de la partie centrale 5 et la surface adjacente de la partie de dessus 6 sont revêtues d'un matériau isolant, de préférence du polyuréthane, comme indiqué en 13. Pour des buts apparaissant à présent, la partie centrale 5 est munie d'une entrée de gaz 11 et d'une jauge 12 de pression de carburant sur sa surface extérieure. Un logement tubulaire 14, disposé coaxialement, se présentant vers l'intérieur de la partie de base 4 et de la partie centrale 5, de section transversale emboîtante, possédant des parois d'extrémité parallèles a,atet des parois latérales b,b' lesdites parois étant construites en matériau isolant, tel que,de préférence, du chlorure de polyvinyle. Ledit logement 14, par son extrémité inférieure est posé sur une base métallique 15, par exemple en aluminium, qui est elle-meme isolée de la paroi de base 16 de la partie inférieure 4 par un élément diélectrique 17.Ecarté vers le haut de la base 15, le logement 14 dans sa partie inférieure est muni d'une paire de renfoncements s'étendant vers le haut, alignés transversalement, formés dans les parois d'extrémité té a, respectivement a', dont les extrémités supérieures sont arrondies pour recevoir un arbre 19 s'étendant entre elles et se prolongeant par ses extrémités au-delà des renfoncements 18,18'. L'extrémité dudit arbre 19 s'étendant au-delà du renfoncement 18 est reçue à l'intérieur d'un palier 20 convenablement monté sur ledit logement pour s'étendre à travers la partie supérieure du ren foncement 18 (figure 5); tandis que l'extrémité opposée de l'arbre 19 s'étend au-delà du renfoncement correspondant 18' pour s'étendre à travers une ouverture en coincidence (non représentée) dans la paroi latérale de la partie 4 pour dépasser de celle-ci.A ltextérieur de la partie inférieure 4, l'arbre 19 s'avance à travers une partie fixe tubulaire 21 pour assurer une fermeture appropriée à l'enceinte 1 et latéralement vers l'extérieur de ladite partie fixe 21, l'arbre 19 est supporté dans un palier de support 22 qui est porté de façon rigide par un bras 23 d'un seul tenant avec le support 2 proche. Dans sa partie d'extrémité externe, l'arbre 19 supporte un disque 19', par exemple du type à deux rainures, autour duquel est entraînée la partie inférieure des courroies de transmission sans fin24,ces dernières dans les parties supérieures autour des disques 25 fixés sur l'extrémité d'un arbre 26 d'entraînement d'un dispositif d'entraînement principal 27 qui est monté sur une plaque 28 soudée à la face extérieure d'une portion centrale 5 (figure 1). Si on le désire, un couvercle approprié 27' peut etre disposé autour du dispositif d'entraînement principal 27 et des éléments associés. Une poulie 29 faite en matériau diélectrique tel que du nylon est fixée sur l'arbre 19, entre les parties de paroi oppcsées du logement 14, la partie d'extrémité inférieure d'une courroie sans fin 30, faite d'un matériau isolant convenable tel que, par exemple, une matière caoutchoutée, étant entraînée autour de ladite poulie 29..La partie d'extrémité supérieure de la courroie 30 est disposée autour d'une poulie 31 sensiblement de mêmesdimension et type que la poulie inférieure 29, mais construite en un matériau électriquement conducteur, tel que de l'aluminium; ladite poulie 31 est munie d'un seul tenant à ses extrémités de tourillons ou d'éléments formant arbre 32, 32', tourillonnés à l'intérieur de paliers 33, respectivement 33', constitués par des renfoncements correspondants, comme en 34, 35, 34',35', réalisés dans l'extrémité supérieure du logement 14 (dans les parois a,a'de celui-ci) et un élément court tubulaire à quatre côtés 36 monté sur lui, l'extrémité supérieure de l'élément 36 venant sensiblement au niveau de l'extrémité supérieure de la partie 4. Disposé en contact immédiat avec l'extrémité inférieure de la courroie 30, se trouvent les pointes 37 d'un inducteur indiqué de façon générale en 38, s'étendant transversalement au logement 14 avec les pointes 37 peu espacées l'une de l'autre, et réalisées de préférence en aluminium, ou en un autre matériau conducteur. Lesdites pointes 37 sont montées, comme par des bras 39, sur une base conductrice 40 pour le montage desdites pointes 37 dans la partie immédiatement en face de la courroie 30. Donc les pointes 37 et les bases de support 40 et 15 sont disposées sur l'élément diélectrique 17, les pointes 37 et la base 40 étant renfermées par les parois isolantes a,a' du logement 14. Cet agencement conduit à l'induction de la charge électrostatique sur la courroie 30 et empêche effectivement la perte d'énergie électrostatique à travers la base du générateur. Se présentant immédiatement au-dessus de la partie la plus haute de la courroie 30 se trouve un balai de collecteur, indiqué globalement par 41,qui comprend une tubulure 42 de section transversale annuiaire disposée axialement parallèle à la poulie 31 pour contenir intégralement une multitude de pointes 43 s'étendant depuis sa surface de dessous et orientées vers la partie leur faisant face de la courroie 30, avec l'extrémité finale inférieure desdites pointes 43 se trouvant à proximité immédiate de ladite courroie 30. La tubulure 42 ést fermée à chacune de ses extrémités par des capuchons d'extrémité 44 et communique centralement sur sa partie supérieure, comme par un montage en T 45, l'extrémité inférieure du conducteur électrostatique B étant de type tubulaire et s 'étendant verticalement vers le haut à partir de celui-ci.Tous les éléments du balai de collecteur 41 sont fabriqués avec un matériau métallique conducteur, tel que, de préférence, du cuivre, de l'aluminium ou analogue, et le diamètre interne de la tubulure 42 est de préférence le même que celui du conducteur B. Comme on peut le voir dans la figure 4, le balai de collecteur 4l.est situé dans la partie supérieure de l'élément 36, le conducteur B avançant ainsi par dessus coaxialement à travers la partie de dessus 4, pour s'étendre à travers la plaque de fermeture 46 disposée sur l'extrémité supérieure de ladite partie de dessus 6.Comme on peut le voir le mieux dans la figure 2, des parties du conducteur B, immédiatement en dessous et immédiatement au-dessus de la plaque de fermeture 46, sont entourées de façon convenable par des manchons diélectriques 47,48, avec un capuchon isolant 49 tel qu'en nylon, disposé sur l'extrémité supérieure du manchon 48. Audessus, le conducteur B s'étend d'une longueur prédéterminée proportionnée aux besoins particuliers qui y sont liés. Disposé renfermant le conducteur B et les parties adjacentes du balai de collecteur 41 à l'intérieur de la partie de dessus 6, se trouve un collecteur 50 en forme de cloche, possédant dans sa surface supérieure une ouverture, telle qu'en 51, pour le passage du conducteur B, le manchon 47 butant sur ladite surface supérieure, afin de maintenir le collecteur en forme de cloche 50 convenablement disposé vers le bas écarté de la fermeture 46. La partie inférieure, de section agrandie de la cloche 50 est située à l'intérieur de la partie la plus basse de la partie de dessus 6, mais sur toute sa dimension verticale ledit collecteur 50 est écarté de la surface interne de ladite partie de dessus 6.Le collecteur 50, coaxial au conducteur B, est également constitué dbn matériau électriquement conducteur, de préférence de l'aluminium et son bord inférieur est sensiblement aligné avec la surface de dessus de l'élément 36 pour des buts maintenant apparents, bien que le collecteur 50 soit représenté comme étant sensiblement en forme de cloche. Cependant, bien que cette configuration particulière ait été trouvée d'une extrême efficacité, on doit noter que la présente invention n'est nullement limitée à une telle forme pré- cise, du fait que la conicité vers le haut du collecteur est la caractéristique de base la plus importante. La surface interne de la partie de dessus 6 est revêtue, peinte ou munie d'une autre façon d'une couche de matériau isolant de façon à inhiber sa charge et, de façon analogue la feuille de plastique couvrant la surface interne de la partie centrale 4 est de la même manière munie d'un revêtement diélectrique, de façon à inhiber toute perte accidentelle de potentiel par la charge des parois de l'enceinte 1. De ce qui précède, on peut voir que le balai de collecteur 41, et le collecteur 50 en formede cloche, conjointement, constituent une électrode haute tension avec des pointes 43 du balai de collecteur 41 recevant la charge depuis la courroie 30 par induction électrostatique. Ainsi, le taux d'entrée de la charge à 1 'in- térieur de la zone appelée zone sans champ, c'est-à-dire au point dans le plan défini par l'extrémité inférieure de la cloche de collecteur 50, est élevé et la tension résultante n'est pas affectée par la fluctuation qui se produirait lorsque des transferts vrais seraient effectués à des points d'effet Corona. On doit noter que l'intérieur de l'enceinte 1 de même que celui du logement 14 sont remplis d'un gaz diélectrique convenable pour favoriser la qualité d'isolation de l'objet de l'invention. On a découvert qu'il était préférable d'utiliser de l'azote du fait que l'on peut ainsi obtenir des pressions supérieures; cependant, l'utilisation de pourcentages relativement petits de gaz carbonique avec de l'azote, donne des résultats des plus satisfaisants, un tel gaz isolant étant amené au générateur A par l'entrée ou la pièce 11. Comme décrit ci-dessus, on comprend que le générateur A est tout à fait différent du type courant de générateur électrostatique Van de Graff. L'enceinte pour la courroie 30 est entièrement isolée, c'est-à-dire que les parois intérieures de l'enceinte 1, de même que sa base, et le logement 14, de sorte qu'aucune perte accidentelle de charge n'est provoquée, la charge résultante étant substantiellement délivrée audit conducteur B. On observera en outre que le transfert de charge n'est pas effectué par les points d'effet Corona comme dans 1es générateurs Van de Graff, ni n'existe un redresseur transformateur disposé à l'extrémité inférieure de la courroie. Cependant, la présente invention est adaptée pour l'utilisation avec un conducteur électrostatique B qui est, comme indiqué ci-dessus, de préférence en cuivre et de type tubulaire, étant ainsi entièrement creux et dépourvu de tout élément conducteur contenu à l'intérieur. Dans la présente construction, le diamètre externe du conducteur B est identique à celui de la tubulure 42. On doit noter cependant que les dimensions du conducteur B peuvent être choisies dans une marge substantielle, du fait que dans la pratique réelle on a trouvé qu'un conducteur possédant un diamètre interne de 0,95 cm conduit une charge électrostatique s'élevant à 250.000 volts avec une'intensité de 2,5 milliampères. La perte de ligne ou résistance est minimale.Cependant, s'il est fabriqué avec un tube de diamètre plus grand le conducteur B créé un trajet de flux pour la charge sans augmentation d'ampérage avec création d'une tension des plus considérables. Sous forme d'une tubulure de 0,635 cm, le conducteur B peut avoir une tension appliquée de 1.500.000 volts, mais avec une tension de 0,5 milliampères seulement. Cependant, ces valeurs peuvent être obtenues en maintenant le générateur A de dimensions relativement compactes, telles que, avec une largeur de la courroie 30 d'approximativement 40,64 centimètres et avec une hauteur totale de l'enceinte 1 d'approximativement 2m25. Le moteur 27 peut être d'une puissance telle outil fournisse une vitesse d'environ 1000 à 8000 tours/minute.Ainsi, le générateur A peut être facilement déplacé d'un point à un autre, selon les besoins, compte-tenu de ses dimensions relativement maniables, mais d'une compacité telle qu'elle ne provoque pas de diminution de la tension émise. Certains aspects nouveaux du générateur A conduisent à apprécier son efficience et son efficacité remarquables, parmi lesquels sont le caractère conducteur de la poulie supérieure 32, la construction unitaire du balai de collecteur 41, qui permet le transfert rapide de la charge depuis la courroie 30 et constitue en effet une extension du conducteur électrostatique B de sorte que la charge puisse être librement transférée au conducteur B,pour des buts maintenant apparents. De plus, les parties de paroi interne isolées de l'enceinte 1 empêchent une dissipation des charges créées pour rendre maximale la tension induite. Egalement, la cloche de collecteur 50 s'est révélée être d'une efficacité notable en conduisant au transfert de particules chargées sur elle vers le conducteur B.La configuration de ladite cloche tend à rassembler, en quelque sorte, à son extrémité inférieure, la charge émise depuis la courroie 30 et pour la diriger vers l'intérieur et vers le haut le long de sa paroi conformée pour diriger ces charges vers le conducteur B. I1 est à noter particulièrement que la charge créée est le résultat de la vitesse de déplacement de la courroie 30, provenant du nombre de révolutions par minute de la poulie isolante 29, telle qu'elle est dictée par l'actionnement du dispositif principal d'entraînement 27, de même que par la pression à l'intérieur de l'enceinte 1 et du logement 14, telle qu'elle est développée par le gaz. Ainsi les vitesses de courroie auront un rapport prédéterminé de pressions de gaz. De telles vitesses peuvent varier, comme indiqué ci-dessus, de 300 à 2400 mètres par minute, et avec une pression à l'intérieur de l'enceinte 1 variant de 12,5 à plus de 150 kg. Ainsi la vitesse de la courroie et la pression du réservoir déterminent la-tension produite. Un rapport particulièrement optimum est représenté par une pression,dans l'enceinte,de 50 kg, une vitesse de courroie de 720 mètres par minute, la courroie 30 étant de 40,64 centimètres de largeur, créant un frottement susceptible de fournir une tension de 780.000 volts.Avec la tension créée, on a prouvé que la décharge était capable d'éliminer les gaz en particules et les polluants dans un foyer à l'intérieur d'un cubilot de fusion de fer, dans lequel 12 tonnes de fer, tel que des blocs de machines et divers déchets, sont fondues par heure; ceux-ci étant, bien entendu ajoutés à des produits de combustion du carburant. Avec des courroies de largeur analogue, mais avec la vitesse de déplacement approchant 6000 t/m et une pression dans lten- ceinte d'approximativement 150 kg, un potentiel d'environ 2.000.000 de volts peut être produit. On doit comprendre que la largeur de la courroie est également une variable du fait que plus la courroie est large plus grande est la zone de friction produite de façon à créer le développement d'une charge proportionnellement accrue. On doit comprendre, comme indiqué dans l'insertion de la figure 1, que le conducteur électrostatique B transporte la tension développée à l'environnement à traiter. I1 a été établi que dans la pratique réelle la présente invention, incorporant les variables pour produire une tension d'approximativement 780.000 volts comme décrit ci-dessus, est capable d'éliminer l'anhydride sulfureux résultant de la combustion de 17,5 tonnes de charbon par jour dans un établissement industriel.Parcon séquent, la présente invention a fait clairement ses preuves dans la pratique réelle. On croit que la caractéristique d'isolation intérieure élevée de l'enceinte 1 assure un développement et un flux d'électrons efficaces, les éléments divers,comprenant le collecteur 50 coopérant pour diriger la charge résultante vers le conducteur B pour le transfert effectif vers la zone à traiter. Le caractère particulièrement mobile du générateur A rend celui-ci extrêmement souple en fonctionnement, étant ainsi adapté pour le transfert d'un lieu à un autre à l'intérieur d'une installation, de même qu'entre des points plus distants d'utilisation. REVENDICATIONS 1. Générateur électrostatique caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen réalisant une enceinte, une poulie inférieure dans ladite enceinte, une poulie supérieure alignée verticalement avec ladite poulie inférieure, une courroie sans fin entraînée autour desdites poulies inférieure et supérieure, un dispositif d'entraînement principal, un moyen reliant en fonctionnement ledit dispositif d'entraînement avec ladite poulie inférieure pour effectuer l'entraînement de ladite courroie, un collecteur de charge monté au-dessus de ladite poulie supérieure, un élément en forme d'enceinte conductrice s ouvrant vers le bas, disposé autour dudit collecteur de charge et s'étendant vers le haut à partir de celui-ci, et un conducteur électrostatique tubulaire en contact avec ledit collecteur de charge possédant sa partie inférieure disposée à l'intérieur dudit élément en forme d enceinte et dépassant au-delà de la partie supérieure de 1 'é- lément et au-delà de ladite enceinte. 2. Générateur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans ladite enceinte possédant une paroi latérale, un diélectrique est réalisé sur la surface interne de ladite paroi latérale. 3. Générateur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit collecteur de charge comprend une pluralité de pointes en forme de balai dirigées vers la partie d'extrémité supérieure de ladite courroie, une tubulure se trouvant en contact avec lesdites pointes et avec l'extrémité inférieure dudit conducteur électrostatique. 4. Générateur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit collecteur et ledit conducteur électrostatique sont fabriqués en cuivre. 5. Générateur électrostatique, caractérisé par le fait qu'il comprend un moyen pour réaliser une enceinte, une poulie inférieure dans ladite enceinte, une poulie supérieure alignée verticalement avec ladite poulie inférieure, une courroie sans fin entraînée autour desdites poulies supérieure et inférieure, un dispositif d'entraînement principal, un moyen reliant en fonctionnement ledit dispositif d'entraînement principal avec ladite poulie inférieure pour effectuer l'entraînement de ladite courroie, un collecteur de charge monté au-dessus de ladite poulie supérieure, un conducteur tubulaire électrostatique en contact avec ledit collecteur et dépassant au-delà de ladite enceinte, et une cloche de collecteur montée sur ledit conducteur électrostatique pour entourer ledit collecteur, ouverte à son extrémité inférieure, ladite extrémité inférieure étant située au-dessus de ladite poulie supérieure. 6. Générateur électrostatique selon la revendication 5, caractérisé par un moyen réalisant un logement tubulaire- disposé autour desdites poulies et de ladite courroie, ledit logement étant fabriqué en un matériau diélectrique. 7. Générateur électrostatique selon la revendication 6, caractérisé par un élément électriquement conducteur disposé vers le bas de ladite poulie inférieure en face de la partie de courroie entraînée autour et une base diélectrique disposée en dessous dudit élément électriquement conducteur en liaison de support avec lui. 8. Générateur électrostatique selon la revendication 7, caractérisé par une pluralité de roues disposées à l'extérieur de ladite enceinte à proximité de son extrémité inférieure, et un moyen fixé à ladite enceinte pour supporter lesdites roues pour rendre mobile ledit générateur. 9. Générateur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément formant enceinte est conique vers le haut et vers l'intérieur depuis son extrémité inférieure. 10. Générateur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit élément formant enceinte est en forme de cloche. 11. Générateur électrostatique selon la revendication 3, ca ractérisé par le fait que ladite tubulure est creuse et communique intérieurement avec ledit conducteur électrostatique. 12. Générateur électrostatique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les extrémités inférieures desdites pointes s'étendent vers le bas de l'extrémité inférieure dudit élément formant enceinte. 13. Générateur électrostatique selon la revendication 1, caractérisé par un moyen réalisant un logement disposé autour desdites poulies et de ladite courroie, ledit logement étant fabrique en matériau diélectrique, un espacement se trouvant autour dudit logement entre celui-ci et ladite enceinte.