Brevet FR2431618A1 — publié le 19800215

b) Secteur de la technique sur lequel porte l'invention La présente invention concerne la technique et les instrutents néces- saires à la production d'energie électrique en se servant d'ondes liqui- des formées artificiellement dans un bassin,ou encore des vagues naturelle des mers, oceans, lacs et étaggs. c) L'état de la technique dans le secteur considéré t A ma connaissance, il n'existe pas de technique équivalente, pour produire del'électricité. Elle vient donc s'ajouter aux sources actuellement exploitées ; charbon pé@role, gaz, atomique, hydro électrique, marée,solaire, éolienne. d) Résultats que l'invention vise à obtenir Le: dispositif suivant de l'invention, permet les avantages @i-après : - absende de pollution, -quantité inépuisable et illimitée d'energie, au contraire du p@@trole - exploitation dans toutes régions et tous les pays, permettant la mise en valeur des régions et pays les plus pauvres. e) Les moyens mis en oeuvre pour parvenir à ce résultat : le dispositifs objet de l'invention comporte plusieurs parties, qui sont décrites ci-après et -illustrées dans les planches de dessins annexée Décrivons d'abord le cas d'électricité produite à partir d'ondes liquides. Lorsqu'on jette un caillou dans un bassin, il se produit des onde. concentriques à la surface de l'eau. D'apr@@ le principe d'HUYGENS, les ondes forment des cercles concentrigues. Une coupe horizontale, montre que les ondes de chaque cercle gardent la mEme amplitude malgré l'agrandissement des diamètres. Le dessin n 5, ci-après, represente un bassin rond de 400 mètres de diamètre, rempli d'eau sur une profondeur de 5 mètres. L'onde passant au point A situé à 10 mètres du centre, a une circonfé rence 10 fois plus dourte que l'onde passant au point B situé à 100 mètre du centre. L'energie des ondes est récupéréeà l'aide du dispositif décrit plus loin, dans le cadre de la présente invention. L'energle potentiellement récupérable est donc 10 foie plus importan@ dans l'onde B que dans l'onde A. En réalité, cette proportion n'est pas atteinte à cause de la notion de rendement et de l'usure de l'onde. Mais d'une façon générale, la circonférence des ondes s'agrandit en s'éloi gnant du centre et la quantité d'energie récupérable va en augmentant. Mettons aucentre du bassin, une machine à produire des ondes, d'une amplitude et à une cadence calculées. L'énergie utilisée à produire les ondes, sera multipliée plusieurs fois et récupérée l'aide du dispositif décrit plus ioin, à condition que les réservoirs récu;érateurs soient placés assez loin du centre. Description d'un réservoir flotteur et de l'arbre récupérateur. Le dessin n I, représente un réservoir flotteur rondin d'environ six mètres cubes. La composition du réservoir, des tuyaux et divers composants sera de préférence en acier. Mais d'autres altières pourront être choisies tout en restant partie intégrante de 9a présente invention. Nous fixons en deux points diamètralement opposés, deux tubes ronds(2) d'environ trente centimètres de diamètre; solidaires du réservoir et se déplaçant aveo lui verticalement. A l'intérieur de ces deux tabes 2, faisons coulisser deux autres tubes 3 d'un diamètre légèrement inférieur et d'environ 8 à 10 mètres de haut. Ces tubes 3, verticaux et parallèles sont fixes par le bas, sur un socle 4 métalliques scellé lui même dans le fond du bassin. En outre les tubes 3 seront en partie haute, maintenus l'un à l'autre par un cable 5 en acier, et chaque élement flotteur sera relié par das cables aux éléments flotteurs voisins. Ceci pour consolider la stabilité del'ensemble et lui permettre de resister à la force horizontale des ondes et au vent. Au passage d'une onde 6, les tubes coulissent l'un dans l'autre et le réservoir regoit pendant un instant, une pression de bas en haut, égale au poids du volume d'eau déplacée par le réservoir, suivant le principe d'Archimède. Nous allons maintenant montrer comment récupérer l'energie qui produit la pression ascendante. Nous prolongeons les tubes 2, par des tubes 7,de même diamètre et d'environ 3 mètres de longueur. Ces tubes 7, sont également solidaires du réservoir flottantt et coulissent sur les tubes 3. Sur ces tubes 7 prolongateurs, fixons des rayures horizontales à distance régulière et formons ainsi uhe surface dentée. L'arbre de récupération 8 est consituée d'un tube plein en acier de dix centimètres de diamètre environ, placé horizontalement. L'arbre est fixé par câlliers munis de roulements à bille 9, à des supports 10, scellés dans le fond du bassin. L'arbre est mis au contact des deux prolongateurs 7 dentés Le contact se fait au moyen d'une partie dentée 11, solidaire de l1arbre, et munie de roulements à billes. Cette partie dentée forme roue libre danp un senss Lorsque le réservoir 1, s'élève poussé pr le passage de l'onde, le prolongateur 7, transmet à l'arbre un mouvement de rotation et lui cède l'energie qui le fait monter verticalement. Entre le passage de deux ondes, la poussée cesse et le réservoir redescend. La roue libre ne trans@et pas à l'arbre 8, ce mouvement descendar et celui ci continue à tourner sur lui même dans le même sens giratoire. Le dessin n 2, nous montre la coupe horizontale sur le réservoir l et sur les tubes 2 & 3. Le dessin n 3, nous montre a coupe AA' au niveau des tuyaux 2 & ' ainsi que le contact de la partie dentée 11, de l'arbre 8. Le dessin n 4, nous montre la coupe verticale des tuyaux 2 & 3 et prolongateurs dentés 7, ainsi que de l'arbre 8 et la partie dentée il. On y a voit le mouvement giratoire de l'arbre lié au mouvement ascendant du tuyau 7. Il faut maintenant regrouper @ en ligne sur le dessin n 9 un certain nombre de réservoirs flotteurs 1, et les solidariser d'un même arbre 2. Reportons nous au dessin n05, représentant un bassin producteur rond. ftes réservoirs flotteurs 1 sont alignés sur plusieurs rangs et font tourner les arbres 2. Les ondes concentriques 3 atteignent les réservoirs un lëger décalage dans le temps. Les arbres 2 reçoivent des impulsions successives et rapprochëesX qui leur donnent un. mouvement rotatif presque régulier. Le mouvement rotatif est ensuite transmis à une centrale voisine quile transforme@an électricité d'une manière classique. Au préalable plusieurs arbres sont regroupés en un arbre maitre, 9 l'aide de cardans ou d'engrelnages. Au pourtour du bassin, la rive sera protégée par un mur 6, assez et une ligne de végétation du genre cyprès, pour freiner les effets néfas du vent sur les ondes et amortir le bruit. Au centre, est située la machin produisant les ondes. En outre, à une distance de la rive à déterminer sur prototype, prévoyons un système de clapets 5, pour em#êcher les ondes de se réfléchi et de détruire les ondes suivantes. Reportons nous au dessin n06. Les clapets 1, placés au pourtour du bassin, tournent sur 90 deggès, autour d'un axe 2, situé à environ les trois quarts-de leur hauteur, et fixès s des poteaux verticaux 3. Le passage d'une onde 4, soulève le clapet, puis celui ci se rabat jusqu'à une butée 5 t stoppe l'onde réfléchie. Ce dessin figure aussi le mur 6 au pourtour et la ligne 7 des cyprès. Mentionnons qu'en plus du vent, Al faut prévoir d'éliminer les effets du gel en hiver, surtout dans les pays nordiques. Principe de la machine produisant les ondes. Au centre du bassin, X une profondeur de dix mètres environ est placée la machine à produire les ondes, figurées dans le dessin n 7. Autour d'un axe central, nous faisons coulisser verticalement dans les deux sens, un gros réservoir 2, en forme de deux cones renversés, ce qui donne una coupe verticale en losange. Ce réservoir heurtera l'eau avec violence en descendant puis en remontant, en produisant des ondes concentriques 3. La cadence et l'amplitude des ondes dépendront de cettemachine Le moteur 4, est place au fond du bassin. L'impulsion fournie pourra provenir d'origine diverse : soit par air comprimé, soit hydraulique, soit mécanique, soit par un ressort, soit électromagnétique, soit à l'aide d'explosifs etc.. La-solution choisie fait partie intégrante de la présente invention. L'energie utilisée peut être de l'électricité provenant de la centrale.Ainsi le courant produit par - la centrale sert d'abord à la fabrica tion des ondes, et le surplus est la partie exploitable. La quantité d'énergie electriqueproduite par la centrale est proportionnelle ux facteurs suivants - l'amplitude des ondes liquides utilisées. Par exemple de I à 3 mètres. - la frqquence des ondes. - les distances laitées entre les réservoirs flottants et le centre du bassin ainsi que leur position. - la vitesse de rotation des arbres de transmission, ainsi que leur diamètre. - le volume total des réservoirs, c'est à dire leur nombre et le volume de chacun d'eux. Le dessin n05 représente un temple de deux mille mètreScubes environ au total. C'est ltexpFrience sur un prototype, qui permettra en Qmbinant ces facteurs de déterminer le meilleur rendement de l'ensemble. Elle permettra aussi de choisir la profondeur du bassin producteur, ainsi que sa forme définitive. il peut s'avérer que le meilleur rendement soit fourni par un bassin d'une forme autre que ronde. Les conclusions à tirer du prototype feront partie intégrante de la présents invention. Quelques variantes possibles dana les éléments du dispositif sont décrites ci-après Les réservoirs flottants producteurs -nt eté décritssavec une forme cylindrique, avec des bases coniques. Le prototype peut faire choisir d'autres formes, si le rendement sen trouve amélioré. Nous avons décrit le réservoir 1 sur le dessin n02, muni de deux tubes 2, symétriquement opposés. Mais pour renforcer la robustesse, on peut adopter une solution avec trois tubes, quatre tubes, ou davantage. Les tubes supplémentaires peuvent ne pas avoir de prolongateurs dentés. Les tubes verticaux cidessus, ont une section ronde, Mais la section peut être choisie différemment : soit carrée, héxagonale ou toute autre. Nous décrivons dans le dessin n08, le cas d'un réservoir 1 , muni d'un seul tube vertical central, de section carree, cette section pouvant autre la aussi de toute autre forme. Enfin au lieu de choisir une position verticale pourles -tuyaux, on peut adapter un choix de position inclinée d'un certain angle, si le prototype prouve une meilleure efficacité dans la manière de coulisser. On peut remplacerles prolongateurs dentés, -par un système de cables s'enroulant autour de la partie de l'arbre qui forme roue libre. LOrsque réservoir élève, le oable tire et fait tourner l'arbre. Quand le réservoir redescent, un ressort fait enrouler le cable autour de la partie formant roue libre. Toutes les variantes énumérées cidess#us, font partie intégrante de a présente invention, qui est une centrale @@@@@-@@@etrique dans laquelle la chuted'eau est remplacée par le mouvement des ondes. La centrale électrique sur le dessin n 10, représentons le principe d'installation d'une centrale électrique adaptée à la présente invention. La centrale électrique 1, de type classique est entourée d'une couronne de bassins producteurs semblables à celui réprésenté au dessin nos. Le mouvement rotatif des arbres est retransmis par les arbres maires de section plus importante. Ce mouvement est transformé directement en électricité, de façon classique. il est possible de superposer une deuxième ou plusieurs couronnes de bassins producteurs, ce qui donnera une plus grande puissance à la centrale électrique. il faut prévoir un moteur auxiliaire alimenté au gaz pil dans un des bassins. Ceci pour assurer la misi en route de la machine productrice des ondes en cas d'arrêt de l'alimentation électrique pour cause de panne ou toute autre raison. La mise en route effectuée, les autres bassins redé terrant électriquement en chaine. Etant données les surfaces à utiliser il faut choisir les terrains impropres a la culture, par économie. Par exemple des marécages, des garrigues, des landes, la crau etc... Les emplacements choisis, doivent se trouver de préférence dans des régions ou des pays dépourvus d'énergie, afin d aider leur développement Cas où l'energie est produite par les vagues naturelles. Nouas arts expliqué le dispositif permettant la production d'energie à partir d'ondes liquides dans des bassins artificiels. Remplaçons ces bassins par des mers, des oóéåns, des lacs ou sangs. Les ondes étant remplacées par des vagues, en utilisant les mêmes techniques, on exploite de la même manière l'energie provenant de ces vagues. Les difficultés techniques sontplus importantes que dans le cas des bassins et il faut bien choisir les sites à retenir. Les mers doivent présenter le maximum de jours avec vagues et avec le minimum de tempêtes. Les réservoirs flottants 1, reçoivent une modification suivant le dessin N 11. Une surveillance de chaque instant évitera la destruotion des appareiis, lorsque les vagues dépasseront une certaine amplitude. Une soupape de sécurité 2, est mise dans la partie supérieure du réservoir 1, avec un appareil 3, commandant électroniquement l'ouverture à distance, de la soupape. Les jours de tempête, le réservoir se remplit d'eau, se trouve immergé et échappe à l'effet destructeur des grosses vagues. La tempête terminée, la soupape est refermée à distance. Puis l'eau est remplacée par de l'air, à l'aide d'une valve 4 d'introduction d'air comprimé, et d'une valve 5 d'expulsion d'eau. Le réservoir reprend ainsi sa fonction aussitôt. Enfin, lestubes 6 ont une longueur tenant compte des marées et de la profondeur variable de la mer. Il faut compter avec l'agressivité de l'eau de mer, qui conduit à choisir des métaux et alliages plus resistants. il est nécessaire d'assurer un entretien permanent contre les attaques des végétaux et animaux marins. Par contre, il n'y a pas à redouter les effets du gel en hiver. Envisageons deux types d'installations de production d'électricité. 1er) La centrale électrique se trouve sur le rivage, suivant le dessin N 12. Les réservoirs 1, sont alignés parallellement au rivage 2 et à une distance suffisante pour ne pas subir les vagues roulantes. L'énergie est transmise à la centrale électrique 3, par les Arbres 4 et les Arbres martres 5. 2ème) La centrale est construite sur une plateforme située au large du rivage, suivant le dessin N013. Les réservoirs 1, sont alignés autour de la centrale 2. L'énergie est transmise par les Arbres 3 et les Arbres maitres 4 Ensuite l'élecricité est envoyée au rivage par câbles à haute tension. f) Les possibilitésd'applica,ion industrielle de l'invention Le dispositif objet de l'invention peut àtre utilisé principalement pour laproduction d'électricité. Elle peut aussi servir à fournir directement de ltenergie à des usines, sans passer par le stade del'électricite. R E V E N D I C A T I ON S Préambule I : Dispositif produisant de l'energie électrique à partir des ondes liquides concentriques et des vagues maritimes . Titre "ONELEC". caractéristique technique caractérisé par le fait qu'il comporte des réservoirs d'air flots tant à lasurface de l'eau et se déplaçant verticalement au passage des ondes, àl'aide de tubes fixés sur les réservoirs et coulissant autour d'autre tubes verticaux fixés au fond de l'eau dans le sol. La forme des réservoirs peut comporter plusieurs aspects. La section des tubes peut etre multiforme. Préambule 2 : Dispositif selon la revendication l Caractéristique technique : caractérisé par le fait queles tubes fixés sont maintenus l'un à l'autre à l'aide de cables Préambule 3 : Dispositif selon la revendication l caractéristique technique : caractérise par le fait que les tubes solidaires du réservoir sont prolongés vers le bas, ont une surface extérieure dentée, mise encontact d'pn système d'arbre horizontaux. Préambule 4V: Dispositif selon la revendication i Caractéristique technique : caractérisé parle fait qu'un tube plein horizontal est fixé au fond de l'eau par des supports sur des roulements 9 billes Ce tube appelé arbre tourne sur lui même au contact du tube vertical denté qui exerce sur lui unetraction verticale vers lehaut au passage de chaque onde. Un même arbre est rnis au contact de plusieurs réservoirs alignes. Préambule 5 : Dispositif selon la revendication l Caractéristique technique : caractérise par lefait , qu'un tube appelé arbre, présente unepartie dentée, munie de roulement à billes, mise au contact du tube vertical denté. Cette partie tourne avec l'arbre dans le même sens giratoire, lorsque leréservoir s'élève. Elle forme rouelibre lorsque le réservoir redescend. Préambule 6 : Dispositif selon la revendication l Caractéristique technique : caractérise par lefait que les tubes verticaux dentés, peuvent être remplacés chacun par un cable souple- s'enroulant autour de l'arbre, dans sa partie faisant roue libre. Lorsque le réservoir monte, le cables en tirant font tourner l'arbre sur lui même.Lorsque le réservoir redescend, un ressort circulaire fait enrouler les caBles autour de l'arbre. Préambule 7 : Dispositif selon la revendication 1 Caractéristique technique . CAractérisé par le fait quele mouvement giratoire des arbres est transmis à un arbre maitre par des cardans ou des engrenages. Cette force giratoire est transmise par ces arbres maitres, à une centrale qui latransforme en électricité, ou en autre énergie. Préambule 8 t Dispositif selon la revendication l CAractéristique technique : caractérisé par le fait queles ondes liquides coneentriques sont formées dans un grand bassin rempli d'eau.La source des ondes est au centre du bassin.Les ondes concentriques s'allongent en s'éloignant de ce centre tout en conservant la même amplitude. La force des ondes est recueillie p les réservoirs décrits au preambule n I.Les ondes formant des cercles de plus en plus longs,la quantité d'énergie récupérable va en augmentant, lorsqu'elles s'éloignent du centre. Préambule 9 : Dispositif selon la revendication 1 Caractéristique technique : caractérisé par le fait que leréservoir décrit au préambule n I, peut coulisser autour des tubes inclinés au lieu de tubes vertioaux.Le réservoir peut aussi coulisser autour d'un seul-tube central. Préambule NC IO : Dispositif selon revendication I Caractéristique technique : Caractérisé par le fait que la souroe des ondes provient d'une machine, qui frappe avec violence la surface de liteau. Elle est composée d'un gros réservoir en forme de deux cônes renversés. Celui-ci coulisse autour d'un axe vertical. Le moteur lui donne des impulsions à une certaine cadence. Ltenergie utilisée peut être de plusieurs sortes. Préambule 11 : Dispositif selon la revendication 1 Caractéristique technique : Caractérisé par le fait, que des clapets sont disposés tout autour du bassin, pour empêcher les ondes de se réflechir lorsqu'elles atteignent la rive. Ces clapets laissent passer tonde, mais l'arrêtent à son retour. Préambule 12 : Dispositif selon la revendication 1 Caractéristique technique: CaractérisS par le fait que lesbassins producteur sont placés en une couronne autour de la centrale électrique. Ils peuvent aussi former plusieurs couronnes superposées. Il est possible de choisir un seul très grand bassin, avec plusieurs sources d'ondes simultanées dans le même bassin.On risque alors des interférences d'ondes. Préambule 13 : Dispositif selon la revendication 1 Caractéritique technique: Caractérisé par le fait qu'on peut remplacer les ondes liquides des bassins, par les vagues de la mer.Il faut alors modifier les réservoirs flottants. Préambule I4 : Dispositif selon la revendication 1 Caractéristique technique: Caractérisé par le fait que les réservoirs flottants sur la mer, possèdent une soupape de sécurité,commandée à distance, qui permet de les immerger par tempête . Les réservoirs ont aussi deux valves pour chasser l'eau après la tempête. Préambule 15 Dispositif selon la revendication 1 Caractéristique technique: caractérisé par le fait que l'énergie est transmise à la centrale électrique, à l'aide d'arbres maîtres. La centrale est située soit au bord du rivage, soit sur une plateforme située au large. Le courant produit est alors renvoyé au rivage par es câbles.