Brevet FR2288235A1 — publié le 19760514

La présente invention a pour objet un générateur d'énergie aérodynamique. On connaît les difficultés d'exploitation de l'énergie aérodynamique, notamment au moyen des éoliennes : le vent est irrégulier, en force comme en direction et, pour obtenir un bon rendement, une régulation est nécessaire. Les conditions atmosphériques extrêmes risquent d'immobiliser le système, voire de l'endommager et il faut s'en protéger le mieux possible. La puissance disponible est irrégulière, discontinue et il faut la stocker Si on ne peut pas l'utiliser immédiatement. Les couches basses de l'atmosphère sont ralenties, il faut donc opérer à une certaine altitude, sans pour autant encombrer l'espace aérien ou porter gravement atteinte au paysage. Pour palier ces inconvénients, on a imaginé un dispositif susceptible de capter et d'utiliser la puissance motrice de l'air considéré en tant que masse pesante. On sait en effet que l'atmosphère est une masse importante exposée aux radiations directes du soleil, qui n'échappe pas à la pesanteur et qui est constituée par une infinité de molécules en perpétuelle agitation thermique maintenue grâce à l'énergie qu'elles reçoivent du soleil. Ce mouvement de matière est un travail qui tend constamment à s'opposer à la pesanteur et sans cet apport d'énergie solaire, l'agitation moléculaire diminuerait jusqu'à provoquer la liquéfaction de l'air. On constate donc qu'il se crée un équilibre entre la force de gravitation et l'énergie cinétique moléculaire d'où il en résulte densité et température. Mais on constate également que ce travail moléculaire s'annule de lui-meme parce qu'il agit en tous sens, d'où le fait qu'il est peu perceptible. Par conséquent, on comprend que dans un volume d'air parfaitement calme, le parcours moyen des molécules connaît une stabilité idéale. I1 apparaît donc qu'une masse d'air quelconque est toujours apte à "éclater" dans le sens où faiblit la pression. Dans ce cas, l'énergie cinétique est spontanément fournie par le milieu ambiant qui la reçoit constamment du soleil, directement ou indirectement. Mais il va de soi que pour faire travailler rationnellement l'énergie solaire, il faut que la gravitation et le travail moléculaire de l'air agissent dans le même sens ne serait-ce que pendant un temps très court. C'est ce que vise à obtenir le dispositif objet de l'invention. Comme l'illustrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, une cheminée 1 localise une quantité d'air qui joue le rôle de masse pesante. A la partie basse de la colonne est réservé un passage étroit où se trouve une turbine 3 en aval de laquelle la eanelisation 4 retrouve son diamètre dtentrée. A la sortie sont disposes des ventilateurs 5 destinés à renvoyer l'air dans la masse potentielle qu'est l'atmosphère. La turbine est accouplée à ur générateur d'électricité 6, par exemple, mais non exclusi-ement un alternateur. Les ventilateurs 5 sont mus par de l'énergie électrique prélevée sur le générateur t car ils n'en consomment ou'une quantité relativement faible .Par exemple, on peut leur accorder une consommation d'én W W le à la mise en mouvement d'une masse d'air équivalente ; seconde pris à la vitesse zéro et porté à la vitesse de W > égale la vi- tesse de descente. En amont des ventilateur t esse n'est pas égale à zéro, mais plus la section de so@@@ > grande, plus la vitesse est faible et moins elle exige t. d-tl Le mouvement d'ensemble a lieu de la façon suivante : - Une masse d'air descend dans la cheminée 1 et produit au bas une poussée dynamique MV. L'air afflux en amont de la turbine ne se comprime pas ou très peu. L'air connaît alors une pointe de vitesse en traversant la turbine 3 sur laquelle il exerce une poussée MV à la vitesse locale.Durant ce passage rapide, le parcours moyen moléculaire s'allonge dans le sens de la vitesse et le mouvement brownien travaille alors dans le même sens que la pesanteur. L'air éclate au passage de la turbine dans le vide que créent les ventilateurs 5, vide théorique, très éphémère car il est spontanément comblé. Toute la partie basse du système est calorifugée afin de ne pas laisser échapper de l'énergie thermique,qui pourrait ralentir la vitesse de l'air, particularité du système, contrairement aux moteurs thermiques où l'on est obligé d'organiser l'évacuation des calories. La pression atmosphérique ne joue aucun rôle dans ce système si ce n'est que de maintenir la pression ambiante, rôle purement statique. A la sortie, la section 7 de dégagement est égale à la section colonne 1, la quantité d'air considérée au-dessus de la sortie est égale au contenu de la colonne, mais-sa vitesse de remontée est beaucoup plus lente, elle consomme donc d'autant moins d'énergie. En réalité, l'air diffuse à la sortie, il est rendu à la masse potentielle de llatmosphère-et c'est l'énergie du milieu ambiant constatent prodiguée par le soleil qui va rétablir la répartition dans l'espace alors que, pendant ce temps, la colonie est toujours normalement alimentée par le renouvellement de l'air. Un mode de réalisation de la turbine est illustré par la figure 3 sur laquelle on voit en 1 la cheminée dont la base est prolongée par un coude et une canalisation 2 de diamètre plus petit, A laquelle s'adapte, par deux manchons 8 formés chacun de deux deui-cylindres boulonnés entre eux, un corps de turbine constitué de deux cylindres 9 - 10 juxtaposés et intercalés entre les manchons 8.Par un cloisonnement Il - 12, les cylindres 9 - 10 réservent un étranglement annulaire 13 qui se prolonge de part et d'autre dans les manchons 8 par des déflecteurs coniques 14 et 15 dont les sommets opposés sont situés dans l'axe de la canalisation 2, de manière à réduire progressivement la section de passage de l'air en amont de la turbine, puis à l'élargir en aval où elle débouche à la sortie 7 où sont montés les ventila temps 5 Le cloisonnement 11 - 12 prévu dans les cylindres 9 10 est fixé par des ailes radiales 16 qui supportent au centre les paliers à roulements 17 de l'arbre 18 de la turbine qui en train. l'alternateur 6. La turbine 3,fixée en bout de l'arbre 18, est montée astre les cloisonnements 11 - 12 des cylindres 9 - 10. Elle est constituée d'un tambour 19 à la périphérie duquel sont prévues des palettes 20 rigides disposées, à la manière connue, suivant des génératrices obliques, les palettes 20 se situant au niveau de l'6trangleuentXannulaire 13. Il va de soi que les dimensions de cet ensemble sont à l'échelle de l'importante masse d'air qu'il faut localiser dans la cheminée verticale. Â titre d'exemple non limitatif on peut envisager une cheminée de 30 mètres de hauteur et de 6 mètres de diamètre. REVENDICÂT IONS 1- Générateur d'énergie aérodynamique, caractérisé par le fait qu'il comprend une cheminée verticale de grandes dimensions, ouverte à l'atmosphère par sa partie supérieure et prolongée à sa base par une canalisation qui réserve un passage annulaire étroit au droit duquel est montée une turbine en aval de laquelle la canalisation a sa bouche de sortie équipée de plusieurs ventilateurs. 2- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'arbre de la turbine est accouplé à un générateur d'électricité. 3- Dispositif suivant les revendications i et 2, caractérisé par le fait que les ventilateurs sont alimentés par de l'énergie électrique prélevée sur l'énergie fournie par le gEné- rateur entraîné par la turbine. 4- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'en amont et en aval de la turbine sont prévus des déflecteurs coniques fixes. 5- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'en amont et en aval de la turbine sont prévus, dans la canalisation, des cloisonnements qui forment un étranglement annulaire. 6- Dispositif suivant les revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que I.'étranglement annulaire est intercalé entre les déflecteurs fixes. 7- Dispositif suivant les revendications 1, 4 et 5, caractérisé par le fait que les pales de la turbine sont situées au niveau de l'étranglement annulaire. 8- Dispositif suivant les revendications 1 et 7, caractérisé par le fait que les pales de la turbine sont fixées sur un tambour suivant des génératrices obliques à son axe de rotation. 9- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la section de la bouche de sortie en aval de la turbine est sensiblement égale à celle de la cheminée. 10- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la section-de la canalisation est égale en amont et en aval de la turbine.