Brevet FR2345601A1 — publié le 19771021

Ce moteur peut faire fonctionner avantageusement : genératrice à courant continu ou alternatif avec bon nombre de leurs utilisations possibles et intéressantes. I1 peut egalement actionner : pompes, certains appareillages ou machines et même des trains ferroviaires. Figure I I - Composition de ce moteur I - Réservoir contenant de la PLatière a dilater et a rétracter alternativement. 2 - Matière a coefficient de dilatation élevé (mercure, alcool, etc.) 3 - Tubulures d'échange de température 4 - Chambre de séparation de la matière - 2 - avec le fluide du vérin 5 - Vérin double effet, par pression (-) ) et par aspiration 6 - Accouplement du mouvement vérin avec l'augmentation de vitesse 7 - Augmenteur de vitesse à pignons, poulies ou autres démultiplications. 8 - Axe d'utilisation 9 - Robinet d'étranglement II - Utilisation de la dilatation et de la rétraction Il semble que ces deux phénomènes nTont jamais été utilisés comme force motrice. On a probablement vu beaucoup de thermomètres éclater par quelques degrés de trop mais pas pensé a utiliser cette force irrésistible, celle-ci peut être obtenue, à bon marché, à partir de l'énergie solaire, eaux de refroidissement des centrales électriques (évitant par la même occasion les micro-climats et la destruction de la faune), -ou toutes autres sources de chaleur et mème la différence de température existante entre la haut et le bas d'un local suffit pour faire fonctionner ce moteur. Ainsi que la chaleur de liteau géothermique qui peut augmenter son rendement économique avec ce système (travail en dilatation par cette eau chaude et travail en rétraction par eau courrante froide). il y a également possibilité de transformer, sans problème cette énergie liquide difficile à transporter, en énergie électrique, facilement transportable et à minimum de perte. Il n'y a aucun doute que cette énergie par variations de température peut avoir un grand avenir du fait de son cout pratiquement nul, de son inépuisabilité, de sa présence permanente sur tous les points du globe, de sa facilité d'exploitation et de sa propreté. Ce moteur ne polue pas et peut refroidir les eaux surchauffées de certains cours d'eau. I1 peut également transformer en électricité la chaleur perdue par les usines d'incinération d'ordures ménagères. III - Description des éléments de base de ce moteur 1 - Le réservoir doit être capable de résister aux fortes pressions et dépressions. Son plein est fait une fois pour toute. 2 - Une matière à coefficient de dilatation important. L'alcool ordinaire par exemple, peu coûteux, a un volume variant d'1/10e environ pour une différence de température de 60 , litre d'alcool à brûler à 0 donne 1,1 litre à 60 . Cette matière sousmise à une augmentation de température, exposition en plein soleil du réservoir, se dilatera irrésistiblement. La force de cette matièreten dilatation ne sera limitée que par sa compressibilité (presque nulle) et la résistance mécanique des parties sous pression. L'ombre ou une immersion en eau fraiche du réservoir, ramèneront le volume de la matière à son état initial tout en produisant le même travail. Une nouvelle exposition en plein soleil et le cycle recommerce. 3 - Plusieurs tubes ou a ===== destinés à augmenter la surface des parois d'échange de température afin que la réaction soit le plus rapide possible. 4 - Une chambre de=seffiparat=ion des fluides, sphérique elle sera résistante, son dimètre doit être nettement plus gros que celui des 2 tubes la reliant, ce qui réduira les distorsions élastiques du joint de séparation, sans ralentir le débit dans les tubes. 5 - Un vérin a double effet dans un sens il travaillera par la pression due à la dilatation et dans l'autre il travaillera par aspiration due à la rétraction. 6 - Un=a=c=c=ù=p=le=ment du mouvement vérin avec l'augmenteur de vitesse. Cet accouplement peut se faire à l'aide de crémaillère (s) ou chaine (s) par exemple. Avec l'accouplement à crémaillère, si le pignon d'attaque est fixe, on aura deux sens de rotation à l'utilisation et par cycle. Pour n'avoir qu'un seul sens on mettra un pignon libre dans un sens (principe du pignon de bicyclette) dans ce cas toute l'énergie n'est pas utilisée. Pour remédier à cette lacune on ajoutera un deuxième pignon libre dans un sens, sur le même axe bien entendu, ce pignon aura un sens de travail contraire au précédent. L'un travaillera tandis que l'autre tournera librement et vice versa, nous tirerons donc profit de la dilatation et dé la rétraction (fig. 2). Figure 2 En dilatation par exemple la crémaillère (a) fera travailler le pignon (a), tandis que le pignon (b) tournera librement. En rétraction la crémail1ère (b) fera travailler le pignon (b), tandis que le pignon (a) tournera librment. Les deux crémaillères sont solidaires du piston du vérin (fig 3) La crémaillère à deux voies peut être remplacée par deux chaines sur supports rigides. 7 - Unaugmenteur de vitesse, nécessaire pour avoir une rotation finale assez concéquente, il sera composé de démultiplications mécaniques (poulies, pignons ou autres). 8 - Un axe transmettant l'énergie utile à divers machines ou appareillages (production d'électricité entre autres et toutes ces concéquences bénéfiques dont mise en charge des batteries de véhicules électriques, à ce propos pourquoi n'échangerait-on pas de batteries, une déchargée contre une chargée, dans les stations services comme on fait le plein d'essence actuellement). 9 - Un étrangleur, il servira à maintenir le joint d'étanchéité contre la paroi du vérin IV - Exemples d'utilisations : Complément de centrales électriques, unité industrielle ou collective ou individuelle de chauffage, fonctionnement de diverses machines ou appareillages. a) Complément de centrales électriques, ce moteur peut capter la majeure partie de l'énergie perdue par les centrales thermiques ou nucléaires (lorsque l'on sait que celles-ci ont un rendement de 30Z environ, ce n1 est pas peu dire) et ceci utilement du pointe de vue économique et environnement. Au lieu d'utiliser des procédés couteux pour refroidir les eaux (ou l'air) rejetées, on en tirera un gain important, tout en pouvant rejeter ces eaux à une température acceptable et sans nuisances pour Il environnement. Techniquement la régularité de la rotation finale peut se parfaire en ajoutant des groupes 1, 2, 3, 4, 5, 6, et 9 (figure 1) agissant en décalage sur l'axe d'attaque de l'augmenteur de vitesse. Les eaux chaudes et froides seront emmenées en décalage et alternativement sur les réservoirs à dilatation, au moyen de jeux de vannes et diverses canalisations. Rien n'empêche d'ajouter des réservoirs et leurs compléments si nécessaire, ils ne consomment aucune énergie coûteuse. Et ceci jusqu'à ce que la température du cours d'eau soit sensiblement la même en aval qu'en amont de la centrale. Si toutefois il s'avèrerait difficile d'obtenir constamment les 50 Hz/s, l'électricité produite peut malgré tout être utilisée comme moyen de chauffage industriel, collectif ou individuel ou tous autres utilités ne nécessitant pas un courant rigoureusement de 50 périodes/seconde, tel que la charge des batteries citées plus haut. b) Chaudière à variations de température (voir présentation schématique, figure 4) Fonctionnement de cette chaudière La plongée du réservoir dans l'eau tiède du plafond entraînera une dilatation de la matière, ce qui aura pour effet de faire tourner l'alternateur destiné à chauffer l'habitation et même à cuire les aliments ou à charger des batteries d'accumulateurs. Le retour à l'eau froide du sol produira le même travail. La chaleur échangée en haut, entre ltèau de la cuve et le liquide du réservoir se transmettra dans la cuve du bas, d'où elle aura toujours tendance à remonter, réaction physique normale et se retransmettra donc à la cuve du haut (en partie du moins), l'énergie servira indéfiniment, ses pertes seront limitées au maximum par un parfait isolement de la partie suppérieure du local. il ne faudra pratiquement pas de chauffage d'appoint, la chaleur de l'alternateur et des deux moteurs (de faibles puissances) devrait suffire ou presque. La cuve d'eau tiède pourrait par exemple se trouver au plafond d'une cuisine (cette cuve sera adroitement camouflée naturellement). La cuve d'eau froide serait sous le sol de la cuisine. En chauffant très légèrement et uniquement ce local (ce qui annule le chauffage d'appoint de la cuve haute), les 2,3 ou 4 autres pièces de l'habitation seront parfaitement chauffées par l'électricité produite par l'alternateur. Et en immageant, ces 2, 3 ou 4 autres pièces pourront en chauffer chacune autant et ainsi de suite. Pour garder le plus important possible l'écart de température entre la cuve tiède et la cuve froide, une tuyauterie peut sillonner la cuve froide, l'air de cette tuyauterie pourra être ventilé dans les autres pièces, mais ce dispositif n'est probablement pas indispensable. Calcul des probabilités Sachant que l'alcool à bruler ordinaire augmente d'1/10e de son volume pour une variation de température de 600, prenons corme. exemple - 250 Litres d'alcool, soit un volume encombrant d'un demi m3 avec le réservoir et ses orifices d'échange de température. - I cuve d'eau tiède de 3m3, occupant la surface totale d'un plafond de cuisine. - 1 cuve d'eau moins tiède (ou froide) de 3m3, occupant la surface totale du sol de cette cuisine. - 1 arrêt de 15 s en haut - 1 arrêt de 15 s en bas - 1 arrêt de 15 s en haut - 1 variation totale de 40 x 3 = 120/mn 12"/mn équivalent à un volume dilaté de 250 = 5 r/mn 10 x 5 51 pour une course d'lm/mn (course de piston de vérin) équivalent à 5 000 cm3 = 50 cm2 de section de piston, 100 soit un 6 intérieur de vérin de 8 cm (4 x 4 x 3,14 x 100 = 5 024 cm3) un vérin de cette caractéristique peut avoir une force de 100 T donc pour le cas présent, une énergie de 100 T/m/mn soit 100 000 kg = 1666 kgs/s = 1666 = 22 ch 60 s 75 (75 kg/Mls = 1 ch) Ceci pour seulement 4" de variation de température du liquide actif 22 ch sur le piston équivalent à une énergie utile de 17 ch environ sur l'alternateur, soit 5 chevaux "perdus", ils serviront à chauffer la cuve haute. Le résultat est une production de 17 ch pour une absorption d'énergie très avantageuse (consomations de courtes durées des moteurs de levage et translation, plus faible chauffage d'appoint). A noter que plus le temps est froid meilleur est le rendement. Si la température extérieure est de 40, la température d'une cuisine normalement chauffée peut être de 14" sur sol carrelé et dépasser 300 au plafond plâtré (La cuisine se trouvant au rez- de-chaussée sans sous-sol). Si la température extérieure est de 18 , le local non chauffé et le temps couvert, ces 3 températures sont sensiblement les mêmes D'autre part dans un local chauffé à l'air ventilé il existe malgré tout une différence de température assez nette entre le haut et le bas d'une pièce, même si ces deux parties sont en bas. Pour le chauffage ou la production d'électricité industrielle, le principe reste le même. Certaines usines rejetant des gaz chauds (air ou autres) ou des liquides chauds (eaux ou autres) pourraient produire des quantités importantes d'électricité à partir de ces éléments perdus. Nota : Pour une température extérieure de 00, j'ai enregistré une température de 9 au sol et 300 au plafond de cette même cuisine. Ce phénomène physique naturel peut donc être une source énergétique extrêmement intéressante. c) Pompe d'arrosage ou de captage En période de sècheresse l'agriculture soufre particulièrement du manque d'eau. Cette pompe peut lui être d'un précieux secours. Exposons le réservoir sous ce soleil brûlant, il y aura dilatation de la matière et par concéquent, rotation de la pompe (sous l'action de l'axe 8, figure 1), en fin de dilatation une eau fraîche refroidira le réservoir, d'où rétraction et toujours arrosage. En fin de rétraction l'eau de refroidisse sera stoppée et le réservoir à nouveau exposé directement aux rayons solaires et ainsi de suite. Le tout peut être parfaitement automatisé et sans énergie d'appoint. Cette pompe peut être un excellent outil pour l'agriculture qui serait moins tributaires des conditions atmosphériques, d'où meilleure stabilité des prix agricoles. Elle ne consome que de l'énergie solaire, ne s'achète qu'une fois pour toute si elle est correctement entretenue. d) Distillateur d'eau L'axe d'utilisation (8) entrainera un alternateur et une pompe. Le réservoir (1) sera soumis aux mêmes effets que dans le cas de la pompe d'arrosage (soleil eau fraîche). La pompe conaulra 1 eau dans une chaudiere, cette chaudiere sera chauffée par des résistances électriques alimentées par l'alternateur, le reste est identique au fonctionnement de l'alambic traditionnel. Et voilà résolu le problème de l'eau potable. Ce distillateur peut avoir double utilité : produire de l'eau potable et du sel à partir de l'eau de mer. REVENDICATION 1 - Moteur, à variations de température, caractérisé par - Un réservoir dans lequel un fluide à coefficient de dilatation élevé, (par exemple : alcool, mercure, etc.) subit des variations de température. - Ces variations de température du fluide se traduisent par des variations de volume de ce dernier, celles-ci exercent une force irrésistible sur un piston de vérin, cette force peut etre utilisée à la dilatation par poussée sur le piston et à la rétraction par aspiration de ce piston. - Si l'on utilise un fluide utile dont les qualités lubrifiantes sont insuffisantes, l'emploi de la chambre de séparation des fluides s'impose. Cette chambre s'intercale évidemment entre le réservoir et le piston. Une partie de cette chambre est en communication avec le réservoir, l'autre partie est en cansunication avec le vérin (voir dessins N" 1 et 2). - La force agissant sur l'une ou l'autre face du piston est captée par un accouplement de ce piston (exemples d'accouplements : à crémaillère (s), à bille (s). - Pour obtenir une vitesse de rotation utile intéressante l'accouplement entraîne un augmenteur de vitesse (exemples d'augmenteurs de vitesse à pignons, à poulies). - L'augmenteur de vitesse transmet l'énergie utile par son axe de sortie. - L'énergie absorbée peut être gratuite : solaire, liquides ou gaz résiduels d'origines diverses dont la vapeur rejetée par millions de tonnes et coûteusement par les centrales nucléaires.