Brevet FR2335982A1 — publié le 19770715

GENERATRICE éLECTRIQUE A INDUCTEURS ET INDUIT TOURNANTS la présente invention concerne toutes les machines génératrices d'énergie électrique telles qu'elles sont construites actuellement. Dans ces machines connues actuellement,une partie fixe appelée stator et supportant généralement les inducteurs1 dispense un flux magnétique dans lequel se déplace en rotation un axe supportant des bobines dans lesquelles se crée,par induction,l'énergié électrique ; ces bobines constituant l'induit.Laloi de lenz nous indique,et nous le constatons que cette énergie induite crée entre la partie fixe et la partie tour nante - l'entrefer - un champ électromagnétique dont la valeur est égale à celle de l'énergie induite et que ce champ s'oppose à la rotation de l'induit (réaction magnétique d'induit). Nous savons également qu'â ce freinage électromagnétique s'ajoutent les pertes secondaires - Effet joule,frottements mécaniques,ventilation,courants de foucault,etc.- ce qui nécessite une consommation supérieure du moteur électrique ( ou de la turbine) qui entraine l'axe de l'induit; en énergie électrique, par rapport à l'énergie débitée par la génératrice Le dispositif suivant l'invention permet de diminuer ce freinage électromagnétique de 11 entrefer d'une valeur supérieure aux pertes secondaires.Il a en effet pour originalité de rendre le stator mobile dans le même sens de rotation que l'induit,de telle manière qu'un train d'engrenages droits (ou épicycloldal),tout en maintenant une vitesse relative entre les deux parties tournantes de la même valeur que si le 'test -tor" était fixe,permet la transmission du couple mécanique du "stator" sur l'axe del'induit; ce couple étant directement opposé au couple mécanique de la réaction d'induit,diminue celui-ci d'autant,conduisant le moteur électrique entrainant l'axe de l'induit à consommer moins d'énergie électrique.Cet ensemble (ou groupe) devient une sourçe d'énergie é- lectrique. Ce dispositif est l'application du brevet NO, 73 I56I9 du 26 avril 1g73. Classification internationale.F.03.G 7/IO. "Dispositifs éner -gétiques" . L'expérience d'un prototype conforme aux fig. I et 2 a montré que le "stator" rendu mobile dispose d'énergie mécanique,cette énergie est additive et supplémentaire à lénergie débitée; le moteur électri -que consomme moins d'énergie pour un même débit de la génératrice. Le dispositif de l'invention,avec des engrenages droits, comporte fig. I - les flasques -I- et -2- acier - qui sont supplémentaires et fixées sur celles,déjà existantes des génératrices classiques et non adaptées à l'invention,elles sont métalliques ou plastiques - Ces flasque boulonnées ou vissées sur la carcasse de la génératricess'appuient sur les roulements (ou coussinets) -8- et -9- encastrées dans les flasques 3- et -4- métalliques ou plastiques - la flasque -4- encastrées vissée (ou boulonnée) dans le tube support -I8- métallique - ou plastique- Ce tube peut être une armature en éléments profilés,ou être ajouré - La fia -que -I- supporte 11 engrenage extérieur -7- claveté et bloqué par ltécro -14- . L'engrenage extérieur -7- entraine les engrenages extérieurs -5et -6- dont les axes formant corps s'appuient sur des coussinets (ou rou -lement encastrés dans la flasque -22- celle-ci étant vissée (ou boulonnée) dans la flasque -4- métallique ou plastique,supportant les engrénages -16- et -17- clavetés et bloqués par un écrou sur l'axe des engrena ges -5- et -6-. Les engrenages -16- et 17- entrainent l'engrenage extéri eur -23- claveté sur l'axe de l'induit et bloqué par la rondelle de couplage -15- en acier,elle même clavetée sur cet axe, dans la cas des génératrices non adaptées au dispositif c'est une douille -58- en acier ci -vetée sur cet axe.La flasque -2- supporte un collecteur électrique con -titué par les rondelles en cuivre (ou laiton) -12- et -13- collées (ou vissées) sur le manchon -10- en celleron (ou tout autre isolant électrique) collé (ou vissé) sur cette flasque -2-. Les rondelles -12- et -13sont reliées électriquement aux charbons de la génératrice . Des charbon -24-28-29- coulissant dans des tubes (isolant électriques) sont en contact avec les rondelles collectrices . Ils compriment des ressorts qui maintiennent ce contact et sont reliés aux tiges connectrices en cuivre (ou laiton) -25-26- isolées électriquement de la flasque -3- qui les sup porte ainsi que les charbons. Le tube support -18 peut être fixé de tou tes les manières techniques classiques - goujons -19- colliers - boulonné- soudé,etc. Le dispositif de l'invention,avec un train d'engrenages épicyclo idal à planétaire intérieur fixe,comporte fig. -3- et -4- la flasque -32 supporte les roulements (ou coussinets) -34- et -35- encastrés et recevra t les engrenages extérieurs -43- qui s'appuient aussi sur les coussinet. (ou roulements) encastrés dans la rondelle de couplage -41- en acier,cel le-ci étant clavetée sur l'axe de l'induit -42-. Les engrenages -43- s' engrènent dans l'engrenage intérieur -38- vissé (ou boulonné) dans la fla -que support -37-. Les engrenages extérieurs -39- s'engrènent sur l'engre nage extérieur -44- claveté sur l'axe de l'induit -42- et bloqué par la rondelle de couplage -4i-. Le dispositif de l'invention,avec un train d'engrenages épicyclo idal à planétaire extérieur fixe,comporte fig. -5-6- le même montage des flasques support que ci-dessus (iéme matière,suivant que les génératrices sont addaptées ou non à l'invention) . La flasque -47- supporte l'engre- nage extérieur -54- claveté et bloqué par un écrou ; la flasque -48- supporte le roulement (ou coussinet) -50- encastré dans la rondelle mobile 49- supportant,par des bagues encastrées (ou des roulements),les axes des engrenages extérieurs -51- et -52- qui s'engrènent sur l'engrenage -53claveté sur la flasque fixe -48- et bloqué par un écrou en bloquant aussi le roulement -50-. D'autre part,les axes des engrenages -51- et -52- supportent clavetés,les engrenages extérieurs -55- qui s'engrènent sur l'engrenage extérieur -54-.Ces axes s'appuient sur des roulements (ou coussinets) encastrés dans la rondelle de couplage -56- en acier qui est clavetée sur l'axe -57- de l'induit NOTA : la, Dans tous les cas,la nature des flasques support, quelle qu'elles soient (sauf celles qui ferment les génératrices adaptées et du tube-support,est conditionnée par les dimensions des machines,leur emploi, et lieu géographique d'utilisation (acier-aluminium-fonte-cuivre plastiques.etc.). 20. Pour les génératrices à inducteurs et induit fixes avec ro tor polaire,ces inducteurs et l'induit sont identifiés au "stator" mobile dans ce dispositif,et montés dans les mêmes conditions 30. Le tube support peut être prolongé pour supporter,en le contenant,le moteur électrique couplé directement à l'axe de l'induit notamment pour les petites génératrices 4 . Le mode de couplage,génératrice-moteur électrique,qui est direct,peut être n'importe lequel connu actuellement - élastique-magnétique-hydraulique-par brides métalliques (ou plastiques)avec joint en caout chouc,ou sans;le choix est fonction de la puissance de la génératrice,de ses conditions d'emploi etc. 5 . La nature des engrenages peut être telle,qu'à un engrenage en métal (acier-bronze-fonte etc.)correspond un engrenage en celleron (ou plastique),ou totalement en métal. Ils sont lubrifiés selon les tech niques classiques actuelles - par barbotage - graisseurs - pompes - la fi 3 précise un graissage par barbotage à l'intérieur du carter étanche -58 60. a)- Dans le dispositif selon des engrenages droits,le rapport des engrenages -5- (ou 6) et -7- détermine la valeur du couple additif transmis à l'axe de l'induit;plus ce rapport sera grand (vers l'unité plus l'énergie additive tendra à se rapprocher de la valeur de l'énergie débitée par la génératrice,mais plus le moteur devra "travailler" dans un registre de vitesses élevées.Le rapport des engrenages -16- (ou -17-) et -23- = 1. b)- Dans le dispositif selon l'épicycloldal avec planétaire fixe intérieur,le rapport des engrenages -43- et -38- détermine la valeur du couple additif transmis à l'axe de l'induit;si ce rapport ten vers % , la valeur de l'énergie transmise (ou du couple) sera proche de o,75,comme le rapport des engrenages -39- (ou -38-) et -43-.Mais malgré l'importance de ce rapport,la vitesse moteur est ,dans ce cas,la même qu avecles engrenages droits ; où ceux-ci ne transmettent que 0,50 du coupie additif. rapport fiL = 1 c)- Dans le dispositif selon l'épicycloidal avec planétaire fixe extérieur,le rapport des engrenages -52- (ou -51-) et -55- détermine la valeur du couple additif transmis à l'axe de l'induit ; plus ce rapport sera grand,plus la valeur de ce couple sera grande,mais plus la vitesse relative -inducteurs-induit- sera faible,ce qui permettra d'appliquer ce dispositif aux machines relativement lentes et où il faut cal culer le rapport addéquat -vitesse relative et valeur du couple transmis Remarque : Dans ces trois dispositifs d'application de l'invention,le nombre d'engrenages de renvoi,ou de satellites,peut être de un, deux, trois ou plusieurs suivant la valeur du couple que l'on doit trans mettre; ils seront d'autant plus nombreux que ce couple sera grand. 7 )- L'axe du moteur électrique au lieu de prolonger celui de 1' induit,peùt lui être supperposé et dans ce cas le moteur sera fixé dessus la génératrice par l'intermédiaire d'un support métallique (ou plastique) coulé ou profilé,formant corps ou ajouté,solidaire du tube support de la génératrice;dans ce cas : fig.1. les engrenages de renvoi -5et -6-,-16- et -17- sont clavetés sur l'axe du moteur et s'engrènent sur les mêmes engrenages -7- et -23- de la génératrice,(tous ces engrenages peuvent être des poulies reliées par des courroies,ce montage transmet un meilleurs couple additif qu'avec ces engrenages,dans ce cas). 80)- Afin de s'opposer à l'action centrifuge des charbons en rotation avec le "stator",les ressorts qui les maintiennent en contact avec le collecteur de la génératrice seront calculés d'une valeur compres sive telle,qu'ils puissent s'opposer à cette action en l'équilibrant,plu la valeur habituelle de compression de ce contact quand ces charbons son inertes. Ces ressorts sont plus résistants avec le dispositif inventif. Ainsi donc,les génératrices adaptées à ce dispositif et couplée directement à un moteur électrique de même valeur de couple,produisent plus d'énergie électrique que ce moteur n'en consomme. Ce groupe autodynamique est donc une source d'énergie électrique inépuisable et constant -Ces groupes dont la puissance pourra être très faible ou très grande, suivant son but d'utilisation-sur des mobiles - air,terre,mer;dans les maisons ou logements d'habitations; dans les usines,les aéroports etc.et sont fixés soit : sur une charpente (ou bâti) métallique montée sur roue ou amortisseurs,ou sur semelle en béton etc. Ces groupes sont protégés par un carter (métal ou plastique) aux poussières,aux liquides de toutes natures,aux variations de pression et aux températures;suivant leur utilisation.Ils sont équipés d'un tableau (ou armoire) de contrôle,comporii- tant les appareils de mesures électriques d'énergie utilisée - ampère-mè tre,voltmètre - les contacts1 les voyants, l'inverseur automatique - batterie de démarrage moteur électrique sur moteur électrique -génératrice électrique,le rhéostat de champ du moteur pour mise en route et vitesse contrôlée; les fusibles etc. ( les batteries sont rechargées en marche). Remarque : Ces groupes peuvent aussi démarrer à l'aide d'un volant d' inertie lancé par une manivelle d'action sur un train d'engrenages dont les vitesses sont multipliées; ou par un ressort spiral dont les spires sont automatiquement resserrées en fin de rotation du groupe,ce ressort étant serré,lors de la première mise en route,par une manivelle. Ces deu modes de démarrage sont constitués,notazment,d'une "dent de loup" et res sort. REVENDICATIONS 1 - Dispositif mécanique permettant de diminuer le freinage électromagné tique,dù à la réaction d'induit dans l'entrefer de toutes les génératrices é- lectriques connues, d'une valeur supérieure aux pertes secondaires; à cet effet,le stator est rendu mobile dans le même sens de rotation que l'induit en leur maintenant une vitesse relative l'un par rapport à I'autre,ct où le couplez mécanique du "stator"est constamment opposé à celui de la réaction d'induit. - Caractérisé par le fait que des trains d'engrenages composes de pignons et de roues dentées,permettent le maintient de cette vitesse relative et l'application du couple mécanique du "stator" sur l'axe de l'induit. le "stator" s'appuyant sur des roulements,ou coussinets. 2 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que,un train d' engrenages droits permet cette application en transmettant le couple du "stator" sur l'axe de l'induit et en maintenant cette vitesse relative et où,dex,quatre, (ou plunieurs)engrenagX, dits de renvoi,sont solidaires d'un axe extérieur aux génératrices; les deux autres étant solidaires de l'induit et du "stator" 3 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que,un train d'engrenages épicycloidal,dont le planétaire intérieur,est fixe en dehors de la génératrice; permet aussi cette application énergétique du "stator" en transmettant son couple sur l'axe de l'induit et maintient une vitesse relative des parties tournantes.Ce train cow- porte,un,ou plusieurs satellites. 4 - Dispositif selon la revendication i. Caractérisé par le fait que,un train d'engrenages épicycloldal,dont le planétaire extérieur,est fixé en dehors de la génératrice,permet aussi cette application énergétique du "stator"en transmettant son couple sur l'axe de l'induit et maintient une vitesse relative des parties tournantes.Ce train comporte,un,ou plusieurs satellites. 5 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que les charbons sont maintenus en contact du collecteur de la génératrice,malgré l'action centrifuge dis à la rotation de leur support. 6 - Dispositif selon la revendication 5. Caractérisé par le fait que les ressorts qui maintiennent ces charbons sont plus résistants que dans les génératrices à inducteurs fixes,d'une valeur égale à la force centrifuge qui les sollicite. 7 - Dispositif selon la revendication i. Caractérisé par le fait que pour les génératrices où les inducteurs et l'induit sont fixes et où une masse polaire est en rotation entr' eux,ceux-ci sont identifiés au stator et montés dans les azymes conditions que les autres génératrices. 8 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que,un moteur électrique est couplé électriquement,et mécaniquement directement sur l'axe de ces génératrices;ces moteurs ayant même valeur de couple que celui des génératrices. Ce groupe est une sour çe d'énergie. 9 - Dispositif selon la revendication 8. Caractérisé par le fait que ces groupes sont montés sur un support fixé ou mobile et équipés d'un tableau ,ou une armoire de controle,supportant ou renfermant les appareils de mesures électrique et les dispositifs automatiques de fonctionnement. 10 - Dispositif selon la revendication 8. Caractérisé par le fait que ces groupes sont équipés d'un systeme de démarrage - accumulateurs électriques,volant d'inertie,ressort spiral. II - Dispositif selon la revendication 8. Caractérisé par le fait que ce moteur électrique peut être fixé sur ces génératrices et ou leur axe est ainsi supperposé de sorte que les engrenages de renvoi sont fixés sur l'aie de -ces moteurs et s'engrènent dans les engrenages fixés sur la carcasse support des inducteurs et sur l'induit. Les axes génératrices-motears,étant parallèles entre eux. 12 - Dispositif selon la revendication 8. Caractérisé par le fait que le tube supportant et contenant cha que génératrice,peut,aussi parleurprolongement supporter et contenir le moteur électrique qui leur est couplé .Ce tube forme le carter. 19 - Dispositif selon la revendication 1. Caractérisé par le fait que un collecteur,à rondelles,ou bagues, est disposé et fixé sur la flasque des génératrices électriques,coté collecteur, et sont ainsi connectés,chacune à chacune,aux charbons de ces génératrices.Des charbons extérieurs sont logés dans des supports sur la flasque des tubes carter et s'appuient sur ces rondelles ou bagues,afin de collecter l'énergie électrique de ces génératrices. 14 - Dispositif selon la revendication 8. Caractérisé par le fait que le mode de couplage des moteurs électriques sur l'axe de chacune des génératrices électriques,peut être ntimpor- te lequel utilisé dans l'état des techniques actuelles -Par brides rigides ou é -lastiques (métalliques ou plastique ou caoutchouc ou autre . .etc.);;agnétique hydraulique,par compression d'un gaz.