Brevet FR2453993A1 — publié le 19801107

Cette installation thermo-dynamLque utilisant une source chaude et une source froide, préférablement naturelles, est caractérisée en ce que la source chaude et la source froide sont utilisées alternativement pour chauffer et pour refroidir une matière a fort coefficient de dilatation, et les dilatations et contractions alternatives de cette matière sont utilisées pour obtenir la force motrice -désirée. Comme source chaude, on peut avantageusement utiliser un capteur solaire ou géothermique, qui chauffe de l'eau ou-tout autre fluide ; comme source froide, on peut utiliser un cours d'eau, un lac, l'eau d'un puits, l'eau de mer, dont la température doit être aussi basse que possible ; la matière à fort coefficient de dilatation, peut être un liquide, un solide visqueux, ou un solide passant d l'état liquide avec une forte dilatation, tel que les cires, les paraffines, ou des mélanges de ces corps, dont la température de fusion se situe précisément entre la température de la source froide naturelle, généralement comprise entre 10 a 300C et celle de la source chaude, generale ment de l'ordre de 50 a 1000C. Une telle installation thermo-dynamique peut avoir les possibilités d'utilisation les plus diverses, suivant les besoins, et la nature des sources chaudes et froides disponibles. C'est ainsi notamment que, suivant un mode de réalisation de vl-'installation, celle-ci est agencée pour faire fonctionner une pompe, et plus spécialement, cette pompe peut être utilisée pour faire.passer fluide de la source froide, du niveau ou il se trouve, a un niveau plus élevé. Le-dessin annexé montre schématiquement, a titre d'exemples un mcde de réalisation de la présente invention. La figure 1 est une vue de l'installation avec ses organes dans la ppsition qulils occupent au début d'un cycle de fonctionnement. La figure 2 est une vue analogue, les organes de l'instar lation etant dans la position qu'ils occupent a la fin de la première phase du cycle de fonctionnement. La source chaude est constituée par le panneau 1 captant le rayonnement solaire et assurant le transport calorifique au moyen d'un liquidecaloporteursusceptible de circuler dans le- circuit ferme 2. La source froide est constituée par un-cours d'eau 3, un lac, l'eau d'un puits, ou toute autre source à température aussi basse que possible. Un levier 4, pivotant autour d'un axe 5 permet de faire passer un godet 6, de la position basse montrée à la figure 1, dans laquelle il peut se remplir du liquide de la source froide, à la position haute montrée à la-figure 2, dans laquelle la butée 7 le fait basculer et déverser son contenu dans le réservoir 8, relié par la canalisation 9 à l'utilisation 10. Un système multiplicateur 11, de type quelconque, transforme le faible déplacement de l'extrémité 12 du levier 4 en un déplacement plus important. L'organe moteur de cette installation est constitué par la tige 15 du piston, non représenté, d'un cylindre 16 contenant une matière à fort coefficient de dilatation, qui peut être alternativement chauffé par le serpentin 17 du circuit 2 du fluide chaud, et refroidi par le liquide de la source froide arrivant par les canalisations 9 et 18 dans le bac 19 contenant le réservoir 16, et pouvant s'échapper vers l'utilisation 10. Le fonctionnement est le suivant. Les organes de l'installation étant dans la position représentée à la figure 1, on ouvre les vannes 20 qui permettent au liquide chauffé par les panneaux solaires 1 de circuler par thelmo-syphon à travers la canalisation 2 et le serpentin 17, et de chauffer la matière à fort coefficient de dilatation contenu dans le cylindre 16 ; celui-ci doit être en une matière à coefficient de dilatation aussi faible que possible et susceptible de résister aux pressions élevées auxquelles il peut être soumis, avec des déformations minimales ; une pompe auxiliaire 21 peut éventuellement accélérer la vitesse de circulation du fluide chauffant.En se dilatant, la matière contenue dans le cylindre 16 refoule son piston, dont la tige 15 pousse vers le haut, par son prolongement rigide 22, le petit bras 23 du levier pivotant 4, et le système multiplicateur 11 soulève par le câble 24 le godet 6, rempli d'eau provénant de la source froide 9, jusqu'à ce qu'il rencontre la butée 7, qui le fait basculer autour de son axe 24, comme le montre la figure 2, et vider son contenu dans le réservoir 8. Le détecteur de fin de course 25, commandé par l'extrémi- te du petit bras 23 du levier 4, provoque alors la fermeture des vannes 20 et l'arrêt de la pompe auxiliaire 21. Simultanément, ou avec un léger décalage dans le temps, le détecteur de fin de course 26, commandé par le grand bras du levier pivotant 4, provoque l'ouverture des vannes 27 et 27a qui dirige alors l'eau contenue dans le réservoir 8, par les canalisations 9 et 18, vers le bac 19, dans lequel elle refroidit la matière à fort coefficient de dilatation se trouvant dans le cylindre 16. En se rétractant, cette matière exerce, par la tige de piston 15 et son prolongement 22, une traction sur le petit bras de levier 4 qui pivote en sens inverse autour de son axe 5, jusqu'à ce que le godet 6 plonge à nouveau dans la source froide 3 et s'y remplit. Le détecteur de fin de course 26 commande les vannes 27 et 27a ce qui ferme l'arrivée d'eau vers le bac de refroidissement 19, vide l'eau contenue dans ce bac 19 et assure le passage direct vers l'utilisation 10 de l'eau restant dans le réservoir 8 ; un nouveau cycle peut recommencer. I1 est bien entendu que le mode de réalisation de l'invention qui a été décrit ci-dessus en référence au dessin annexé a été donné a titre purement indicatif et nullement limitatif et que de nombreuses modifications peuvent êtreapportées sans qu'on s'écarte pour cela du cadre de la présente invention. R E V E N D- I C A T I O N S 1.- Installation thermo-dynamique utilisant une source chaude et une source froide, préférablement naturelles, caractérisée en ce que la source chaude et la source froide sont utilises alternativement pour chauffer et pour refroidir une-matière à fort coefficient de dilatation, et les dilatations et contractions alternatives de cette matière sont utilisées pour obtenir la force motrice désirée. 2.- Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la matière à fort coefficient de dilatation est un liquide, un solide visqueux, ou un solide passant à l'état liquide, avec une forte dilatation, tel que les cires, les paraffines, ou des mélanges de ces corps, dont la température de fusion se situe précisément entre la température de la source froide naturelle, généralement comprise entre 100 et 300C, et celle de la source chaude, généralement de l'ordre de 50 à 1000C. 3.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la force motrice sert à faire passer le fluide de la source froide, du niveau ou il se trouve, à un niveau plus élevé. 4.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un levier 4, pivotant autour d'un axe 5, permet de faire passer un godet 6, de la position basse dans laquelle il peut se remplir du liquide de la source froide, à la position haute dans laquelle la butée 7 le fait basculer et déverser son contenu dans le réservoir 8, relié par la canalisation 9 à l'utilisation 10. 5.- Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce qu'un système multiplicateur 11, de type quelconque, transforme le faible déplacement de l'extrémité 12 du levier 4 en un déplacement plus important. 6.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que l'organe moteur de cette installation est constitué par la tige 15 du pistond' un cylindre 16 contenant une matière à fort coefficient de dilatation, qui peut être alternativement chauffé par le serpentin 17 du circuit 2 du fluide chaud, et refroidi par le liquide de la source froide arrivant par les canalisations 9 et 18 dans le bac 19 contenant le réservoir 16, et pouvant s'échapper vers l'utilisation 10. 7.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que le détecteur de fin de course 25, commandé par l'extrémité du petit bras 23 du levier 4, provoque, dans un sens, la fermeture des vannes 20 et l'arrêt de la pompe auxiliaire 21, et permet donc à un fluide provenant de la source chaude 1 de circuler et de chauffer le cylindre 16 et la matière à coefficient de dilatation élevé qu'il contient. 8.- Installation suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le détecteur de fin de course 25, commandé par l'extrémité du petit bras 24 du levier 4, provoque, dans le sens inverse, l'ouverture des vannes 20 et l'arrêt de la pompe auxiliaire 21. 9.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que, simultanément ou avec un léger décalage dans le temps, le détecteur de fin de course 26, commandé par le grand bras du levier pivotant 4, provoque l'ouverture des vannes 27 et 27a qui dirige alors liteau contenue dans le réservoir 8, par les canalisations 9 et 18, vers le bac 19, dans lequel elle refroidit la matière à fort coefficient de dilatation se trouvant dans le cylindre 16. 10.- Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le détecteur de fin de course 26 provoque, en sens inverse, la fermeture des vannes 27 et 27a et isole donc le cylindre 16 de la source froide.