Brevet FR2330195A1 — publié le 19770527

La présente invention se situe dans le domaine déjà connu de l'in- fluence électrc-staticue.'lle se propose de décrire le systéme le plus apte à produire,par son seul fonctionnement,un accroissement de la tension alternative induite dans un circuit lorsqu'on soumet ce dernier à une variation sinusoïdale de 11 influence électro-statique. On sait eue la valeur V de la tension produite par une génératrice est lise à l'équation générale V=KpngN dans laquelle K est une constante dépendent de la construction de la machine,p un nombre de paires de piles magnétioues ou de poles d'influence électro-statique,n la vitesse,8 l'in tensité du champ magnétique ou électro-statique,N le nombre de spires par enroulement. Jusqu'à present,pour une valeur donnée de # (champ lectro-statique), et pour une valeur donnée de N (nombre de spires) et de n (vitesse),on ne connaissait aucun dispositif capable d'accroitre la valeur de la tension, en agissant sur p (nombre de pôles d'influence électro-statique). Le dispositif suivant l'invention,en augmentant les pôles d'influence électro-statique,permet d'accroitre la valeur de la tension dans les circuits induits soumis à cette influence.Mais celà ne peut axe faire que si l'on donne au coupe-champ ainsi qu'à la surface soumise àl'influence électro-statique variable,une forme bien déterminée,ledit coupe-champ et ladite surface devant se situer,l'un par rapport à l'autre,dans l'espace, dans des plans paralléles,et devant se faire face. On réalise le coupe-champ dans une surface plane,métallique,laplus légère possible,la plus mince possible,d'une rigidité telle qu'il ne soit l'objet d'aucune contrainte susceptible de le déformer lorsqu'il est en fonctionnement. On doit obtenir une figure (planche I/3,fig.I) qui s'inscrit dans un cercle dans lequel se répartissent de maniére radiale,à partir d'un cents "O",axial,des surfaces égales entre elles,realisant des alternances régu liéres de vides et de pleins(en quelque sorte des creneaux),îe nombre de ces alternances pouvant varier de une à l'infini,c'est-à-dire le maximum que peut en supporter la surface totale considérée dans son ensemble,et la forme de ces alternances pouvant varier en autant de figures que l'imagination peut en produire.Lorsqu'on a trois alternances,alternances A-B-G,sn a trois pales,pales I-2-3,jouant le rôle de coupe-champ et on a trois interstices,interstices I III correspondant à des pôles d'influences électro-statique.l'ensemble est ainsi fixé à un axe de rotation l'0"(Planche 1/3 fig.I et planche II/3 fig.I) mené perpendiculairement au plan dans lequel s'inscrit,en rotation,le coupe-champ,et isolé dudit coupe-champpar un manchon isolant M.Une mince couche pelliculaire adéquate assurant à l'ensemble le maximum de neutralité électrique coutil est possible d'obtenir en ce domaine. Dans ces conditions,la projection orthogonale des lignes de forces d'un champ électro-statique,sur un plan paralléle au plan dans lequel s'inscrit la surface du coupe-champ,est une figure semblable à celle du coupe-champ et réalise des alternances de surfaces égales,c'est-à-dire des surfaces au niveau desquelles il y a une influence électro-statiouetplan- che II/3,fig 2,surfaces I-II-III) ou des surfaces au niveau desquelles il n'y en a pastplanche I1/3,fig 2,surfaces 1-2-3). Lorsque le coupe-champ se met en rotation(que ce soit dans le sens des aiguilles d'une montre ou que ce soit dans le sens inverse),les surfaces I-IIiII,synchroniquement,subissent une variation croissante de 1' influence du champ électro-staticue (planche III/3,Ia,2a,3a,4a ) puis une variation décroissante de cette influence (planche III/3,4b,3b,2b,Ib ), alors que pendant ce même temps les surfaces I-2-3,synchroniquement,subissent à l'inverse une variation décroissante de l'influence électro-statique ,puis croissante. De cette façon,si les surfaces I-II-III et I-2-3 (planche I/3 fig 2) correspondent à des circuits C indépendants et isolés les uns des autres, CI-CII-CIII et CI-C2-C3,on assiste à l'apparition de deux situations au point de vue des phénomènes observés,provenant du fait qu'à toute variation sinusoSdale d'un champ primitivement statique,correspond,grâce à la rotation du coupe-champ,une variation sinusoidale de tension,par influence inductrice. Tout d'abord on assiste à l'apparition de tensions alternatives qui sont en phase en CI-CII-CIII et s'additionnent lorsqu'on les relie à un même collecteur X. Ensuite on assiste à l'apparition de tensions alternatives qui sont en phase en CI-C2-C3 et s'additionnent lorsqu'on les relie à un même collecteur Y. Mais il en résulte un décallage de phases des tensions recueillies dans les collecteurs X et Yà l'instant T. I1 va de soi qu'une telle description ne se limite pas à localiser les deux éléments constitutifs dans deux plans paralléles.ll est possible en effet de concevoir des systémes dans lesquels les deux éléments constitutifs ne sont plus situés dans deux plans paralléles mais dans deux cou ronnes(ou cylindres) concentriques qui reproduisent d'un coté les alternances de vides et de pleinstles créneaux) et de l'autre la projection orthogonale de ces alternances à travers desquelles se fait l'influence inductrice selon le mécanisme évoqué dans les paragraphes précédents(P II/3 Fig.3). Le dispositif objet de l'invention est destiné à améliorer le rendement d'une génératrice de tensions alternatives fonctionnant à partir d'un champ électro-statique(dont le principe est connu en soi),aussi bien pour etre utilisé en laboratoire pour des expériences de démonstration au niveau du domaine des influences électro-statioues,cue pour être utilisé toutes les fois cu'on aura besoin d'une source de tensions alternatives,selon ce procédé,à des fins domestiques ou industrielles. REVENDICATIONS. I- I1 s'agit d'un dispositif permettant d'obtenir un accroissement des tensions alternatives produites par une influence électrique électrostatique inductive dont une des principales caractéristiques est de se produire à distance selon un mécanisme celui de l'induction. Ce terme d'induction est entendu non seulement dans le sens admis jusou'à présent en électro-magnétisme, plus particulierement dans le domaine de la construction des génératrices, mais encore dans un sens plus général appliqué, grâce à ce dispositif, à l'électro-statique en raison des analogies qui existent entre les lignes de forces du spectre d'un champ magnétique et celles du spectre d'un champ électrique électro-statique, toutes deux soumettant l'espace qui est le lieu de leur action à des déformations génératrices de contraintes énergétiques.Dans ces conditions, l'équation générale qui régit le fonctionnement d'une génératrice, aussi bien dans le chapitre de l'électro-magnétisme que celui de l'électro-statique, s'écrit: V = K p n N. Dans les deux cas V (la valeur de la tension) est fonction de K (constante dépendant de la construction de la machine), de p (le nombre de pales d'influence,magnétique ou électro-statique), de n (la vitesse de rotation du rotor), de d (l'intensité du champ magnétique ou électro-statique), de N (le nombre de spires-longueur du fil -ou le nombre de plaques- leur surface) Jusqu'à présent, dans le domaine de l'électro-statique, on savait comment agir sur les facteurs K, n, , N par un dispositif connu en soi mais on ne savait pas pour une valeur donnée de K, n, p, N, comment accroitre la valeur de la tension en agissant sur le facteur p, c'est-a-dire sur le nombre de pôles susceptibles de produire à distance une influence électrique électrostatique inductive. Le dispositif proposé comble cette lacune.Ce dispositif est caractérisé par le fait que, pour obtenir cette influence multipolaire, on utilise comme moyen un système à deux éléments dont la fonction, la forme la disposition dans l'espace par rapport à la source du champ inducteur (située à distance et ne comportant aucun contact matériel avec aucun de ces deux éléments) concourent à l'obtention du but recherché å savoir un accroissement des tensions alternatives et du rendement de cette génératrice ainsi définie. 2- Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que cet élément, le rotor, est un coupechamp alternatif. Il est, en effet, constitué par un matériau (l'aluminium par exemple) qui joue, vis-à-vis du champ électrique électro-statique, un rôle d'écran alternatif puisqu'il comporte des alternances régulières de vides (les créneaux) et de pleins (les coupe-champ), superposables en forme et égales en surface. Ainsi, par exemple, la forme tri-foliae ta trois pales on a trois coupe-champ) est-elle la forme la plus apte à produire par son mouvement autour de son axe "01 perpendiculaire à son plan de rotation, des tensions sinusofdales alternatives.On obtient donc une influence multipolaire grâce à tous les créneaux, et grace au mouvement qui balaye cette influence successivement sur toutes les bobines du stator dont le ncmbre est un multiple de deux des créneaux, d'où l'accroissement des tensions. C'est là un fait nouveau et original. Cet élément, le rotor, n'est donc pas une armature de condensateur à capacité variable puisqu'il n'est relié par aucun cable à aucune source d'électricité. 3- Dispositif selon la revendication I. Caractérisé par le fait que cet élément, le stator, est constitué par des bobines (ou des plaques) au niveau desquelles sont induites des tensions alternatives sinusoidales selon la relation V = K p n pj N, connue en soi. Ces bobines (ou plaques) sont situées, dans leur ensemble, dans un plan parallèle au plan de rotation du rotor, le plus près possible de ce dernier, et chacune de ces bobines (ou plaques) en particulier est située dans un secteur dont les limites sont obtenues par projection orthogonale du rotor. Ainsi isolées les uns des autres, secteur par secteur, numerotées selon l'ordre croissant des chiffres (1-2-3-4- etc...), toutes les bobines (ou plaques) affectées d'un chiffre pair aboutissent à un même collecteur, et toutes les bobines (ou placues) affectées d'un chiffrz impair à un autre collecteur commun. Cet élément, le stator, n'est donc pas une armature de condensateur à capacité varieble puisqu'il n'est relié par aucun cable à aucune source d'électricité qui le changerait. 4- Dispositif selon la revendication I. Caractérisé par le fait que le couple "rotor-stator" ainsi conçu permet d'obtenir, grâce au fonctionnement d'un seul rotor, une double généra- trice d'électricité, en raison de la relation : n s (pl x 2 = S (i), dans laquelle au niveau du rotor, n est le nombre de polies d'influence (les créneaux ou vides), s est la surface de chacun de ces pâles (p), et au niveau du stator S est la surface totale, siège de l'induction (i). En effet, pour un seul et meme champ global, un seul et meme rotor, la totalité de la surface du stator (qui est égale à celle du rotor, vides et pleins compris) est influencée par induction à distance, par variation de flux du champ électrostatique (tout comme un aimant influe à distance un conducteur, pourvu qu'il y ait un mouvement rotatif de l'un par rapport à l'autre)* De cette manière la moitié de la surface du stator occupée par les bobines tou plaques) paim donne des tensions alternatives sinusoldales, et l'autre moitié occupée par les bobines (ou plaques) impaires, donnes des tensions de même volume, de mme période, mais avec un certain décalage de phase, de cette moitié, par rapport à l'autre, à l'instant "T" considéré. Quand l'ampérage est suffisant, la moitié du stator peut fournir suffisamment d'énergie pour assurer la rotation ininterrompue du rotor, et pour assurer l'entretien à un niveau constant, efficace, du champ électro-statique "", alors que l'autre moitié du stator peut fournir l'énergie à toutes fins utiles. 5- Dispositif selon la revendication I. Caractérisé par le fait qu'en raison de la légèreté du rotor, en aluminium, pour un engin donné, on oppose la pesanteur des bobines (ou des plaques), en cuivre, et la pesanteur du système producteur du champ électro-statique. Ce oui améliore le rendement.