Brevet FR2445899A1 — publié le 19800801

L'invention concerne un générateur d'énergie. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique des machines, moyens, dispositifs ou installations producteurs d' énergie et utilisant notamment un fluide liquide pour leur fonctionnement. La production ou la transformation-d'énergie entraîne toujours une consommation relativement importante et parfois très importante d'une énergie potentielle qui peut être naturelle (le vent, le soleil, lteau des rivières, des chutes, des barrages, le pétrole), ou chimique, ou nucléaire. Dans tous les cas, les coûts sont relativement élevés parce que l'on est tributaire, suivant les cas, d'inconvénients et difficultés tels que : des installations coûteuses ou très coûteuses, encombrantes, complexes, délicates, nécessitant des infrastructures importantes, des investissements considérables ou bien encore il y a des probièmes écologiques, des problèmes de nuisances, de pollutions diverses, de radiations, d'aléas des conditions atmosphériques, etc. On se heurte en effet à une ou plusieurs de ces difficultés dans les installations fonctionnant avec l'énergie solaire ou 1' énergie du vent, les installations hydrauliques (barrages, usines marémotrices), les centrales thermiques au fuel ou au charbon, les centrales nucléaires, les usines fonctionnant avec de l'énergie chimique. Suivant l'invention, on a voulu éliminer entierement certaines difficultés et certains inconvénients, en échappant pour l'essen- tiel ou pour partie à certaines autres. Pour cela le générateur d' énergie suivant l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend au moins une colonne qui est remplie sur toute sa hauteur par un fluide liquide, la base de la dite colonne étant immergée dans une capacité du dit fluide liquide, une pluralité de masses so- lides dont la densité est inférieure à la densité du fluide liquide, des moyens pour amener en succession les masses flottantes devant l'ouverture à la base de la colonne, de façon que les masses s'élevent depuis la base jusqu'au sommet de la colonne où elles émergent par effet ascensionnel de poussée, des moyens de guidage des masses pousse hors de la colonne, et déplacées par leur propre gravitation jusqu'à un dispositif exploitant l'effet de pesanteur et de chute des dites masses afin d'en exploiter 1' énergie. Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la descrip tion qui sut. Pour fixer l'objet de l'invention sans toutefois le limiter dans les dessins annexés La figure 1 est une vue d'ensemble à caractère schématique du générateur suivant l'invention. La figure 2 est une vue de côté illustrant un exemple de ré alisation du dispositif de transmission. Pour la clarté du dessin, on. a représenté un seul godet de transport des masses soli des. La figure 3 est une vue en coupe représentant un clapet selon l'invention. La figure 4 est une vue en plan correspondant à la figure 3 La figure 5 est une vue en perspective d'un godet de transport des masses solides. Afin de rendre plus concret l'objet de l' nvention, on le df crit maintenant sous une forme non limitative de réalisation illustrée aux figures des dessins. Le générateur comprend une colonne verticale 1 composé d'élu ments la, cylindriques par exemple et empilés les uns sur les au tres pour former une tuyauterie de diamètre D sur la plus grande partie de sa hauteur, avec à sa base une réduction d'entrée lb un diamètre d. Les éléments la sont assemblés entre eux par des brides lc boulonnées. Entre les brides sont interposée des plaques rigides Id sous lesquelles sont fixés des cônes le en métal ajouré qui sont fixés également à la paroi intérieure des él ments cylindriques. Entre la réduction lb et le premier élément la, unailindre If en métal ajouré relie la plaque rigide Id à la réduction lb. Sur les plaques Id s'articulent en 2 des clapets 3 qui sont constitués, comme on le voit mieux aux figures 3 et 4, d'un disque 3a en matière rigide et inaltérable de densité légèrement supérieure à la densité du liquide dans lequel ils évoluent, ave A la partie supérieure, le dernier élément la de la colonne présente également une réduction intérieure li en métal, ajouré, de diamètre d, tandis que la réduction inférieure lb communique à sa base, avec une goulotte verticale 5, accolée à la réduction et se prolongeant par une partie inclinée 5a. La base de la réduction lb communiquant avec la goulotte, est percée de multiples orifices 1h et plonge dans un réservoir 4 contenant un liquide déterminé qui remplit la colonne sur toute la hauteur et ne peut s'échapper du fait des clapets 3. Cependant, une pompe de relevage hydraulique contrôlé, sera prévue pour compenser les pertes de liquide inévitables. On introduit dans la goulotte des masses solides de densité légèrement inférieure à celle du liquide et de dimension inférieure à l'orifice de passage dans les plaques ld. De préférence, mais non limitativement ces masses sont des boules ou sphères 6 qui vont s'accumuler dans la goulotte et la première sphère immergée va remonter dans la colonne en soulevant les clapets un à un. Les sphères suivantes à leur tour, s'èvent dans la colonne en soulevant les clapets et, la première arrivée en haut flotte à la surface du liquide. Lorsque plusieurs sphères s'accumulent ainsi en haute la colonne, la première est soulevée et expulsée de la colonne et roule sur un plan incliné ou goulotte supérieure 7 jusqu'à une porte ou volet d'obturation 7a où elle est arretée. Les sphères suivantes viennent s'accumuler derrière la première et périodiquement, le volet est escamoté pour laisser passer une à une les sphères. Entre la goulotte supérieure 7 et la goulotte inférieure Sa est positionné un dispositif qui comprend deux paires de roues dentées 8 portées à rotation libre par un arbre 9 et reliées par des chaînes 10, à savoir une paire supérieure située sous la goulotte 7 et une paire inférieure située au-dessus de la goulotte 5a. L'axe vertical x-x passant par les arbres 9 est déporté vers l'extérieur ou à gauche par rapport à la ligne de chute des sphères, de manière à ce que les dites sphères, tombant dans des godets ou paniers Il fixés à intervalles réguliers entre les chaines, entraînent l'ensemble roues dentées - chaines (flèche F1, figure 1). A noter que le volet, à commande électrique ou mécanique doit être synchronisé, afin d'autoriser la chute d'une sphère dans un godet convenablement placé en dessous. Les godets Il sont avantageusement consitués de trois arceaux lla - llb - llc en demi-cercle, solidaires de deux axes latéraux lld montés tournant sur les chaines (figure 5). Les arceaux sont disposés de telle sorte que par gravité et en les considérant dans le sens des aiguilles d'une montre, l'arceau lla est vert cal, l'arceau llb est horizontal et l'arceau llc forme un angl aigu par rapport à l'arceau lIa (figure 1).De cette façon, lo qu'un godet chargé de sa sphère arrive sensiblement au niveau l'arbre 9 inférieure l'arceau horizontal llb touche un disposit à doigt 12 qui fait basculer le godet (flèche F2, figure 1). t sphère libérée tombe dans la goulotte 5a et peutalors reprend la file derrière les sphères déjà tombées et en attente d'ascej sion, tandis que les godets remontent à vide. C'est donc l'ensemble des chères contenues dans les godets qui produit l'énergie disponible par rotation des roues dentée Il suffit alors de relier un des arbres 9 à un alternateur par exemple (par l'intermédiaire d'une pignonnerie classique : 14) pour transformer l'énergie mécanique produite en énergie é trique. Dans la réalité, le cycle peut être très rapide ; il suffit pour cela de prévoir plusieurs colonnes 1 alimentant une seule goulotte 7 et un seul ensemble roues-dentées-chaines-godets. Le sphères peuvent ainsi tomber dans les godets à une cadence de 1 ordre d'une sphère chaque seconde. On peut également prévoir de godets recevant plusieurs sphères. Le générateur ainsi décrit amène un certain nombre de rema ques importantes sur les différents paramètres entrant dans cet te installation. Tout d'abord, on constate que la puissance du générateur dé pend essentiellement des sphères, c'est-à-dire de leur-poids, di leur nombre, de leur diamètre, de leur densité et de la fréquerr de leur chute dans les godets. La nature des sphères est elle-même conditionnée par la natl re du fluide liquide qui doit être plus lourd que les sphères. j cet effet, on prévoit un liquide de densité de préférence supérieure à I tel que de l'eau additionnée de sel et/ou de produit antigel (glycol) permettant de travailler à des températures de l'ordre de -300C. Cependant, il faut veiller à ce que la solutic liquide ne soit pas trop épaisse, ce qui gênerait le fonctionnement des clapets anti-retour. Les sphères doivent être réalisées en un matériau légèrement plus léger que le liquide porteur et doivent pouvoir soulever ai sément les clapets sans être ralenties fortement dans leur ascen sion. A titre indicatif, pour un liquide porteur de densité 1 (eau), les sphères peuvent être en bois de densité 0,8 et les clapets en alliege léger ou nylon. Le nombre des sphères en action sur les chaînes pour une vitesse de rotation donnée, détermine la cadence d'expulsion des sphères hors de la goulotte 7, le nombre de colonnes verticales et la distance entre chaque godet. Le diamètre des sphères détermine, le diamètre de la ou des colonnes, les caractéristiques des clapets, la dimension des godets et l'écartement des chaines. Le diamètre et la nature des sphères, ainsi que la nature du liquide porteur, déterminent la hauteur de chaque élément de colonne, car il faut obligatoirement que les sphères se succèdent dans la colonne suivant une distance telle qu'il n'y ait qu'un clapet à la fois qui soit ouvert. Les avantages ressortent bien de la description, on souligne en particulier : - L'énergie produite fait appel à une source économique et propre, avec une sécurité totale. - Le générateur, convenablement calculé dans tous ses composants, fournit une énergie constante et performante. - L'installation une fois mise en route et convenablement réglée, ne nécessite pratiquement pas d'intervention. - Le générateur peut fonctionner dans un milieu climatique quelconque (de -30 C à +900C dans la-salle des machines). - L'énergie produite peut être directement utilisable par liaison avec un alternateur. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus- spécialement été indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS -1- Générateur d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une colonne qui est remplie sur toute sa hauteur par un fluide liquide, la base de la dite colonne étant immergée dans une capacité du dit fluide liquide, une pluralité de masses solides dont la densité est inférieure à la densité du fluide liquide, des moyens pour amener en succession les masses flottantes devant l'ouverture à la base de la colonne, de façon que le masses s'élèvent depuis la base jusqu'au sommet de la colonne oi elles émergent par effet ascensionnel de poussée, des moyens de guidage des masses poussées hors de la colonne, et déplacées par leur propre gravitation jusqu'à un dispositif exploitant l' fet de pesanteur et de chute des dites masses afin d'en exploite l'énergie. -2- Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce quc la colonne qui est normalement verticale ou sensiblement, est composée d'un élément de base immergé dans une capacité du fluide et d'éléments assemblés en superposition d'une manière étanche, ces éléments ayant la même longueur ou des longueurs différentes ; à l'intérieure de la colonne étant montés à divers niveaux des clapets anti-retour destinés à éviter l'écoulement du fluide hors de la colonne tout en laissant passer un à un les corps solides en ascension. -3- Générateur suivant les revendications 1 et 2 ensable, carac térisé en ce que chaque élément de la colonne présente intérieur ment un cône de guidage des masses solides, agencé pour laisser passer le fluide et dont le petit diamètre est orienté vers le haut. -4- Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la différence de densité entre les masses et le fluide liquide rdsulte du choix de la nature du fluide et de la matière des mas- ses, ceci afin d'obtenir pour chaque masse une poussée ascention- nelle permettant à la masse de s'élever dans la colonne et d'être poussée hors de la colonne par les poussées ascentionnelles des masses suivantes. -5- Générateur d'énergie suivant les revendications 1 et 4 en semble, caractérisé en ce que le fluide liquide peut être de l'eau additionnée d'un produit dense tel que le sel, et éventuellement d'un produit antigel du type glycol, ou autre produit augmentant la densi té. -6- Générateur d'énergie suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les masses solides sont des éléments sphériques de diamètre inférieur au diamètre de passage des éléments de la colonne et réalisés en choisissant un matériau tel que : bois, matière plastique, ..., en ayant une densité telle que les dits éléments puissent soulever les clapets anti-retour et assurer la poussée ascentionnelle requise, puis assurer ensuite l'effet de pesanteur et gravitation, et par leur chute, une énergie cinétique convenable. -7- Générateur d'énergie suivant les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé en ce que les clapets anti-retour sont composés d'un clapet principal supporté par des rondelles-plaques interposées entre les éléments de la colonne et équipé d'un contreclapet monté avec jeu sur le clapet principal pour être repoussé par les masses solides par contact sur une saillie du contreclapet. -8- Générateur d'énergie suivant les revendications 1 et 7 ensemble, caractérisé en ce que les clapets sont réalisés en matériau rigide et inaltérable au milieu liquide, et de densité légèrement supérieure à celle du fluide liquide dans lequel ils baignent. -9- Générateur d'énergie suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de transmission d'énergie est constitué par deux groupes parallèles, dans le sens vertical, composés d' au moins deux roues dentées parallèles reliées pour chaque groupe par des channes rendues solidaires par des axes porte-godets de réception libres en rotation. -10- Générateur d'énergie suivant les revendications 1 et 9 ensemble, caractérisée en ce que les godets de réception des masses solides sont constitués par trois arceaux en demi-cercle solidaires de l'axe de liaison des chaines ; les dits arceaux étant disposés de telle sorte que par gravité, et en les considérant dans le sens des aiguilles d'une montre, un arceau est vertical le suivante horizontal st le troisième forme un angle aigu par rapport au premier. -11- Générateur d'énergie suivant la revendication 1, caractéri en ce que les masses solides poussées en haut de la colonne, so guidée; par une ou des goulottes inclinées au dessus du disposit de transmission et de manière excentrée, afin d'être arrêtés pu libérés périodiquement dans les godets par l'intermédiaire d'un dispositif mécanique ou électromécanique synchronisé avec la vi tesse de rotation du dispositif de transmission ainsi mu en cyc continu par les masses solides tombant successivement dans les godets. -12- Générateur d'énergie suivant la revendication 1, caractéri en ce que les masses solides déposées dans les godets sont évacuées au niveau des roues inférieures du dispositif de transmis sion par un dispositif à doigt sur lequel bute l'arceau horizon. tal des godets qui pivotent pour libérer les masses solides. -13- Générateur d'énergie suivant les revendications 1 et 12 en ble, caractérisé en ce que les masses solides libérées du dispo sitif de transmission sont collectées dans un entonnoir les dir: geant vers la base immergée de la colonne. -14- Générateur d'énergie suivant la revendication 1, caractérin en ce que les pertes de fluide liquide sont compensées par relevage hydraulique à l'aide d'une pompe. -15- Générateur d'énergie suivant les revendications 1, 9 et 10 ensemble, caractérisé en ce que les godets sont conçus pour recevoir plusieurs masses solides.