Brevet FR2608222A3 — publié le 19880617

FR 2608222 A3 19880617 FR 8510453 A 19850705 La présente invention porte sur un moteur hydraulique destiné à la production d'énergie mécanique ou de dispositif de montée d'eau dans les régions montagneuses. Dans la présente invention, un élément rotatif vertical en forme de boucle à entrainement hydraulique, utilise la force dynamique et l'énergie cinétique engendrées par accumulation et transfert gravitaire d'un liquide, d'un niveau supérieur à l'aplomb d'un autre vertical. Ce dispositif inédit représente un potentiel de production d'énergie mécanique, ou encore un système destiné à monter l'eau dans de nombreux et différents environnements géographiques. SOMMAIRE DE L'INVENTION Dans le cadre de la présente invention, le moteur hydraulique ou pompe verticale à commande par courroie, sans engrenage, doit comprendre : Un premier réservoir de liquide à une hauteur déterminée, et un deuxième réservoir de liquide à une hauteur déterminée à l'aplomb inférieur, à celle du premier réservoir.Entre ces deux réservoirs, on a disposé pour rotation en translation verticale deux courroies sans fin à godets autour de deux axes ou arbres montés dans un plan substantiellement horizontal, superposé à l'aplomb l'un de l'autre, tournant librement sur euxmemes dans des paliers supports latéraux à roulement à billes parfaitement équilibrés, parallèles et alignés 10 ) une première courroie ou chaîne pendante sans fin en forme de boucle montee solidairement sur deux pignons disposés dans un plan substantiellement vertical, et d'une hauteur comprise entre la partie inférieure du premier réservoir, à la surface du liquide à l'intérieur du deuxième réservoir.Cette première sus-dite courroie sans fin ou dispositif d'entratnement sans fin, sera équipée sur toute sa longueur,d'une série de godets ou vaisseaux semblables d'une grande capacité volumétrique. Ces sus-dites godets sont fixés au dispositif d'entratnement sans fin dans le but de contenir du liquide lorsqu'ils se déplacent vers le bas, et de s'inverser pour décharger le liquide qu'ils contiennent lorsqutils se déplacent vers le haut. Pour assurer la mise en marche correcte du-dit dispositif d'entrainement sans fin, ces godets seront dotés de troppleins démarreurs montés en entonnoir autour de chacun d'eux.Ces-dits trop-pleins sont destinés, lors du démarrage, à canaliser l'écoulement correct à l'aplomb intérieur desdits godets et points d'application, provocant alors une mise en charge suffisante et progressive la rotation décisive de la-dite courroie sans fin. 20) une deuxième courroie ou channe pendante sans fin en forme de boucle montée encore solidairement sur deux roues hautes et de grand diamètre disposées dans un plan substantiellement vertical et parallèle à la première sus-dite courroie d'entrainement sans fin. La roue supérieure est placée contre le premier réservoir à liquide, dont une partie se trouve au-dessus du niveau 'du liquide. Cette deuxième courroie ou dispositif d'alimentation sans fin est plus longue que la première sus-dite courroie ou dispositif d'entrainement sans fin, avec sa hauteur comprise entre la partie supérieure du liquide contenu dans le premier réservoir et l'intérieur du liquide contenu dans le deuxième réservoir.Cette deuxième courroie sans fin sera dotée en sens opposé à celle de la première sus-dite courroie d'entrainement sans fin, d'une série de godets ou vaisseaux semblables d'une petite capacité volumétrique. Les roues, la courroie et les godets de cette deuxième courroie sans fin sont disposés pour permettre aux godets de prélever du liquide dans le deuxième réservoir et de transporter ce liquide pour le décharger dans le premier réservoir. L'ensemble comprend enfin, une tuyauterie réglable située près de l'extrémité supérieure de la première susdite courroie d'entrainement sans fin, servant à transporter le liquide du premier réservoir et permettre son transfert dans chacun des godets moteurs de grande capacité volumétrique. Ce régularisateur est destiné à alimenter et doser l'écoulement du liquide à l'intérieur des-dits godets, ou encore à l'arrêter. En cours de fonctionnement, les godets d'alimentation de la deuxième courroie sans fin transportent le liquide vers le haut à partir du réservoir inférieur et le liquide est déchargé dans le réservoir supérieur. Ses roues et arbres de transmission sont entrainés solidairement par le poids des godets moteurs de la première courroie chargés de liquide lorsqu'ils descendent jusqu'au retour, où le liquide qu'ils contiennent est déchargé dans le deuxième réservoir. Les rotations en translation des première et deuxième courroies s'effectuent ainsi conjointement et solidairement, mais à deux vitesses distinctes, grâce aux diamètres différentiels des pignons et roues d'entraînement des deux sus-dites courroies.Leur rapport de rotation relative est enfin à deux vitesses, ci-après : 1) soit, une vitesse de rotation en translation lente, pour la première courroie d'entraînement sans fin 2) et, une vitesse de rotation en translation relativement plus rapide, pour la deuxième courroie d'alimentation sans fin. En donnant une grande capacité volumétrique et une masse lourde au dispositif d'entraînement sans fin, on peut produire une énergie mécanique considérable avec une différence de hauteur ou de chute relativement faible, entre le premier et le deuxième réservoir. Ce nouveau dispositif transforme ainsi une énergie potentielle statique d'une masse liquide, en énergie dynamique et cinétique exploitables, avec une puissance utile proportionnelle à la masse ét à la course de ses godets moteurs lestés. Dans le cadre de la présente invention, ce nouveau système hydraulique fournit un moyen de produire et de récupérer l'énergie mécanique par accumulation, puis transfert de poids d'une masse liquide passant du réservoir supérieur au réservoir inférieur au moyen des godets moteurs de la première courroie d'entraînement sans fin. BREVE DESCRIPTION DES SCIIEMAS Les divers objectifs et avantages de l'invention sont expliqués ci-après par une description détaillée, accompagnée de schémas dont La FIGURE 1 est une vue latérale du moteur hydraulique ou pompe verticale à commande par courroie, sans engrenage, conforme à la présente invention; La FIGURE 2 est une vue de haut en bas du godet moteur de grande capacité volumétrique de liquide, avec son tropplein démarreur; La FIGURE 3 est une vue en plan du godet moteur de la courroie d'entraînement sans fin, avec son trop-plein démarreur monté en entonnoir à son pourtour. Bien que l'invention soit décrite à l'aide d'un exemple représentatif, il est entendu qu'elle n'est pas limitée à cette représentation. Au contraire, le but est de couvrir toutes les alternatives, modifications et équivalences pouvant être intégrées au principe et à la portée de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Dans la description suivante, les éléments semblables des schémas ont reçu une désignation numérique identique. A la FIGURE 1, on trouve une vue latérale du moteur hydraulique 16, dans le cadre de la présente invention. Le moteur fonctionne entre un réservoir supérieur 6 et un réservoir inférieur 9 pouvant être remplis d'un liquide approprié tel que de l'eau. La différence de hauteur entre les réservoirs peut, bien sûr, varier considérablement, par exemple de quelques ' mètres à plusieurs centaines de mètres. Une roue de transmission 2 est montée au-dessus du réservoir inférieur 9, près du premier réservoir 6. Une partie de cette roue se trouvant au-dessus du niveau du liquide 10 dans le premier réservoir de liquide. Comme indiqué, cette première roue de transmission 2 est montée solidairement pour rotation dans un plan substantiellement vertical, sur un premier arbre Lt monté pour rotation dans un plan substantiellement horizontal dans des paliers latéraux à roulement à billes 3. Une deuxième roue 8 est placée verticalement et à l'aplomb sous la roue de transmission 2, également pour rotation dans un plan substantiellement vertical, sur un deuxième arbre 5 montée également pour rotation dans un plan substantiellement horizontal, parallèle à l'aplomb inférieure au premier arbre 4.La roue 8 est placée près de la surface du liquide dans le deuxième réservoir, comme illustré. Une courroie sans fin qui peut, par exemple, être la chaîne pendante 11 entraînée par le pignon 17 de la roue de transmission 2, relie les roues 2 et 8. Une série de godets 12 sont pontés (de préférence à distance égale) sur la chaîne 11 et sont disposés de manière à pouvoir extraire du liquide du réservoir inférieur 9 lorsqu'ils passent au bas de la roue 8, et transporter ce liquide vers le haut et le décharger dans le réservoir supérieur 6. Autour de l'arbre LI, il passe également un dispositif suspendu et vertical d'entraînement sans fin, qui peut, par exemple, comprendre une chaîne 18 associée au pignon denté de petit diamètre 1, monté sur l'arbre support et de transmission 4. Cette chaîne s'étend verticalement à partir du pignon 1, jusqu'à un retour, à la surface du liquide du réservoir inférieur 9. Une série de godets 13 de grande contenance volumétrique sont transportés par la chaîne 18 et sont espacés, de préférence à distance égale, sur toute la longueur de cette chaîne. Comme on peut le voir à la FIGURE 1, près de l'extrémité supérieure de la chaîne sans fin, un tuyau 7 fait passer le liquide du réservoir supérieur 6 à l'intérieur des godets 13. On remarquera dans le schéma, particulièrement à la FIGURE 3, que le volume de chaque godet 13, vu en coupe, remplit l'intérieur du godet 13 et dirige ensuite le surplus de liquide à l'aplomb vertical à l'intérieur du godet immédiatement inférieur. Cette disposition permet ainsi une mise en charge correcte des godets 13 en descente, lors de l'alimentation au démarrage de la courroie d'entraînement sans fin 18. On notera que, au moment où les godets moteurs 13 atteignent le bas de leur course, ils sont inversés automatiquement par leur passage au-dessous de la roue inférieure 20. Au moment de leur inversion, le liquide qu'ils contiennent est déchargé dans le réservoir inférieur 9. On peut donc voir, - en cours de fonctionnement, que le remplissage des godets moteurs 13 par le tuyau d'alimentation 7 provoque l'entraînement de la courroie verticale d'entraînement sans fin 18, par simple gravité et déséquilibre de poids. Bien sûr, les godets 13 sont vides pendant leur retour au-dessous de la roue inférieur 20 jusqu'au pignon de transmission 1. Par conséquent, le fonctionnement de ce moteur produit une puissance considérable qui est développée sur la chaîne 18 et transférée au pignon de transmission 1. Le moteur peut être conçu de façon à ce que cette énergie soit plus qu'adéquate pour le fonctionnement de la chaîne 11 et le transport des godets d'alimentation 12 remplis de liquide, du réservoir inférieur 9 au réservoir supérieur 6. L'énergie engendrée par le passage et l'accumulation du liquide dans les godets moteurs 13 jusqu'au réservoir inférieur 9, peut être d'une quantité significative. La puissance et la vitesse d'entraînement de la roue 1 sont proportionnelles à la masse de liquide transporté et à la course des godets moteurs 13 lestés. I1 est évident que l'on dispose, par cette invention, d'un moteur hydraulique destiné à la production d'énergie mécanique ou/ encore d'une pompe verticale à commande par courroie, sans engrenage, réalisant complètement les objectifs, buts et avantages mentionnés ci-dessus. Bien que l'invention ait été décrite par la représentation d'un exemple spécifique, il est évident que les personnes habiles envisageront de nombreuses alternatives, modifications et variations, à la lumière de la description donnée ici. En fait, l'intention est bien d'admettre toute alternative, modification ou variation conformes à l'esprit et à la portée générale de ladite invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Un moteur hydraulique destiné à la production d'énergie mécanique, ou une pompe verticale à commande par courroie sans fin, c a r a c t é r i s é en ce qu'il comprend (a) un premier réservoir de liquide situé à une hauteur déterminée; (b) un deuxième réservoir de liquide situé à une hauteur déterminée, inférieure à celle du premier réservoir de liquide; (c) une première roue de transmission de grand diamètre, dont au moins une partie se trouve au-dessus du niveau du liquide dans le premier réservoir de liquide, cette première roue étant montée pour rotation dans un plan substantiellement vertical autour d'un premier axe sensiblement horizontal; (d) un premier arbre de transmission dans ledit premier axe sensiblement horizontal, ledit premier arbre de transmission entraînant ladite roue de transmission;; (e) une deuxième roue de transmission de grand diamètre montée pour rotation dans un plan substantiellement vertical autour d'un deuxième axe sensiblement horizontal, et située verticalement en-dessous de la première roue de transmission, à la surface du liquide dans le deuxième réservoir de liquide; (f) un deuxième arbre de transmission dans ledit deuxième axe sensiblement horizontal, ce dernier étant aligné parallèlement et verticalement, au-dessous dudit premier axe sensiblement horizontal; (g) une première courroie ou convoyeur d'alimentation sans fin s'étendant entre la première et la deuxième roue, et entraînée conjointement et solidairement par les deux sus-dites roues de transmission de grand diamètre;; (h) une série de godets ou contenants semblables de petite capacité volumétrique sont montés sur ladite courroie d'alimentation sans fin sur toute sa longueur et espacés à intervalles réguliers, les roues, la courroie et les godets étant disposés de manière à permettre aux godets d'extraire du liquide du deuxième réservoir, de le transporter vers le haut et de le décharger dans le premier réservoir à liquide; (i) un premier pignon de transmission de petit diamètre est monté pour rotation dans un plan substantiellement vertical autour du sus-dit premier axe sensiblement horizontal et au-dessous du premier réservoir de liquide;; (5) un deuxième pignon de transmission de petit diamètre est monté pour rotation dans un plan substantiellement vertical autour du sus-dit deuxième axe sensiblement horizontal, et situé verticalement en-dessous du susdit premier pignon de transmission de petit diamètre, à la surface du liquide dans le deuxième réservoir de liquide; (k) une deuxième courroie ou convoyeur d'entraînement sans fin est monté parallèlement à la courroie d'alimentation sans fin autour des-dits premier et deuxième pignons s'étendant ainsi perpandiculairement et vers le bas à une certaine distance du premier pignon de transmission, jusqu a un retour situé à la surface du liquide dans le deuxième réservoir à liquide, et revenant jusqutau premier pignon de transmission;; (1) une série de godets ou contenants moteurs semblables de grande capacité volumétrique, sont montés en sens opposé à ceux de la courroie d'alimentation sans fin, sur toute la longueur du-dit convoyeur d'entraînement sans fin et espacés à intervalles réguliers. Ces godets ou contenants moteurs attachés au dispositif et convoyeur d'entraînement sans fin dans le but de contenir du liquide dans le sens de la descente, puis inversée pour décharger le liquide qu'ils contiennent dans le sens de la montée. (m) des trop-pleins de démarrage en forme d'entonnoir seront montés au pourtour de chaque godet moteur, destinés à la mise en marche décisive du convoyeur d'entraînement sans fin, en permettant une alimentation efficace et intégrale du liquide à l'intérieur de la série des-dits godets moteurs en position de descente; (n) une tuyauterie entre le premier réservoir et l'extrémité supérieure du convoyeur d'entraînement sans fin, servira à transporter le liquide du réservoir et à permettre son transfert dans chacun des godets moteurs en descente.La-dite tuyauterie d'alimentation sera pourvu d'une commande de débit du liquide; Dispositif selon la REVENDICATION 1, c a r a c t é r i s é en ce que (a) La courroie d'alimentation sans fin est montée en rotation verticale sur des roues de grand diamètre, autour d'axes montés dans un plan sensiblement horizontal et parallèle, et; (b) Le convoyeur d'entraînement sans fin est montée en rotation verticale sur des pignons de petit diamètre, engagés conjointement et solidairement autour desdits axes; grâce ainsi aux diamètres différentiels des pignons et roues supports des deux systèmes sans fin leur rotations solidaires s'effectuent à deux vitesses distinctes.Leur rapport de rotations relatives s'établit donc comparativement 1) à une vitesse de rotation rapide pour la courroie d'alimentation, plus longue, plus haute et plus légère; 2) à une vitesse de rotation plus lente pour le convoyeur d'entraînement, plus petit mais plus lourd. De cette manière, en cours de fonctionnement, le liquide est transporté vers le haut à vitesse rapide, par les godets d'alimentation sans fin d'une petite capacité volumétrique, à partir du deuxième réservoir, ses roues de transmission alors entraînées conjointement et solidairement au moyen des axes et pignons animés en descente, par le poids des godets moteurs du convoyeur d'entraînement sans fin de grande capacité volumétrique lestés, sa vitesse de rotation s'effectuant plus lentement, jusqu'au retour, où le liquide qu'ils contiennent est déchargé dans le deuxième réservoir. Cette disposition transforme ainsi par accumulation de poids et transfert gravi taire d'une masse liquide "énergie potentielle statique", en énergie dynamique et cinétique exploitables, dont la puissance utile- sera proportionnelle à la masse et à la course de ses godets moteurs lestés.