Brevet FR2623032A1 — publié le 19890512

La présente invention concerne un dispositif moteur rotatif du type a induction utilisant en particulier les propriétés des matériaux supra-conducteurs. Les matériaux supra-conducteurs présentent des caractéristiques très intéressantes sur le plan électrique comme, par exemple, une résistivité pratiquement nulle a une température adaptée, souvent très basse. Ces matériaux présentent également toujours, a une température adaptée, d'autres caractéristiques comme celles d'etre très diamagnétiques, c'est-à-dire qu'ils prennent, dans un champ magnétique, une aimantation dirigée en sens inverse de celle du champ magnétique. L'invention propose, partant de ces caractéristiques, un dispositif moteur rotatif c'est-à-dire produisant un mouvement continu, lequel mouvement peut engendrer, par lrune des composantes de l'induction, un courant électrique complémentaire utilisable. Ce dispositif moteur rotatif présente les avantages bien connus des moteurs de type électriques avec toutefois, comme avantage par rapport a ces derniers, de fonctionner avec un rendement beaucoup plus élevé, sans échauffement en particulier. Le dispositif moteur selon l'invention est constitue d'un corps circulaire en matériau supraconducteur, d'un élément mobile à caractere magnétique, de forme adaptée audit corps pour etre disposé a sa proximité n'occupant par rapport a ce dernier qu'un secteur limité, lequel élément mobile est solidaire, par tout moyen approprié, d'un arbre centré sur l'axe dudit corps circulaire. Selon une disposition préférentielle de l'invention, l'élément mobile à caractère magnétique est un aimant unique1 séparé du corps circulaire par un espace ; il est solidaire de l'arbre centré sur l'axe générateur dudit corps, et isolé magnétiquement par rapport à cet arbre. Selon une autre disposition de l'invention, l'élément mobile à caractère magnétique est constitué d'un solénoïde, solidaire de l'arbre de rotation, et, de préférence, ce solénoïde est realise au moyen de fil supraconducteur infiniment long, et il est isolé magnétiquement et électriquement dudit arbre. Toujours selon l'invention, et, en fonction du type de matériau supraconducteur utilise pour le corps, le dispositif moteur est associé a des moyens permettant d'adapter la température dudit matériau supraconducteur aux conditions et lieu d'utilisation dudit dispositif moteur. Selon la nature du matériau, dans des conditions courantes d'utilisation, des moyens de refroidissement sont nécessaires pour maintenir la température du corps supraconducteur a une température de l'ordre de - 200"C pour un matériau du type bismuth par exemple. Dans des conditions particulières d'utilisation et notamment des conditions d'utilisation spatiales, on peut prévoir, pour maintenir le matériau à sa tempe rature optimale, des moyens de chauffage du corps supraconducteur. Selon une disposition préférentielle de l'invention, le corps supraconducteur est en forme d'anneau et l'élément mobile à caractère magnétique, a une forme adaptée à celle dudit anneau pour etre placée à l'intérieur de ce dernier, lequel élément mobile ne s'étend que sur un secteur limité à l'intérieur de l'anneau. Toujours selon l'invention, le dispositif moteur est constitué d'une juxtaposition d'anneaux en materiau supraconducteur et d'éléments mobiles à caractère magnétique correspondant. Selon une autre disposition de l'invention, le dispositif moteur comporte, en complément, des moyens de récupération du courant électrique induit dans le corps supraconducteur sous l'effet du mouvement du ou des éléments mobiles. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante et du schéma unique donné à titre d'exemple non limitatif, représentant un mode 60 réalisation. Sur ce schéma on a fait apparaître les principaux élements constituant le dispositif moteur selon l'invention. Ce dispositif moteur comporte un carter cylindrique support 1 centré sur un axe générateur 2 vertical ; à l'intérieur de ce carter 1 est disposé un corps cylindrique en forme d'anneau 3, réalise en un matériau supraconducteur. Le carter cylindrique 1 assure le guidage par tout moyen approprié d'un arbre 4 centré sur l'axe 2, lequel arbre supporte, par tout moyen approprié présentant un caractère d'isolant tant magnetique qu'électrique, un élément à caractère magnétique 5. Cet élément à caractère magnétique est, selon un premier mode de réalisation, constitué d'un aimant, séparé de l'anneau 3 par un entrefer. Cet aimant épouse le contour interne de l'anneau, et ne s'étend, par rapport audit anneau, que sur un secteur limité de l'ordre de 1/8 de la circonférence. Selon une variante de réalisation, l'aimant est remplacé par un solénoïde alimenté en courant électrique par des moyens classiques du genre collecteurs adaptés à l'arbre 4 qui sert de support. Ce solénoïde occupe une place identique à celle de l'aimant décrit précédemment et, de préférence, ce solénoïde est constitué de fils réalisés en matériau supraconducteur. I1 a été noté que l'élément mobile 5, tant sous forme d'aimant que sous forme de solénoïde supraconducteur, doit avoir une orientation précise par rapport à l'anneau pour obtenir le mouvement optimal ; ce dernier est accentué par les lignes de champ courbes et leur évolution dans un cercle. Le matériau supraconducteur nécessite d'une manière générale, des moyens de réaction thermique 6 permettant de le maintenir à une température optimale qui correspond à une résistivité nulle, sur le plan électrique. Ces moyens 6 de maintien en température sont reliés au cylindre 1, qui forme une enveloppe autour de l'anneau supraconducteur, laquelle enveloppe est adaptée pour permettre la circulation d'un fluide caloporteur. En utilisation normale, les moyens 6 de maintien en température sont des moyens de refroidissement à des températures relativement basses utilisant par exemple un fluide caloporteur comme l'azote, l'hélium. A titre d'exemple, pour un matériau supraconducteur du genre bismuth la température optimale à laquelle la résistivité électrique devient nulle est de l'ordre de - 200 . Pour des applications et utilisations particulieres du dispositif moteur selon l'invention, comme par exemple des applications ou utilisations spatiales, où les températures ambiantes peuvent être inférieures à celles requises pour le matériau supraconducteur, on peut se dispenser de réaction thermique ou prévoir un maintien à la température optimale, au moyen d'un dispositif de chauffage. Le dispositif moteur, peut également etre constitue d'un cylindre 1 à l'intérieur duquel sont juxtaposés plusieurs anneaux supraconducteurs 3 auxquels correspondent bien évidemment plusieurs éléments mobiles à caractère magnétique 5. Le dispositif moteur peut également comporter des moyens propres à capter le courant électrique induit dans l'anneau ou les anneaux supraconducteurs. Ces anneaux, par la rotation de l'élément mobile à caractère magnétique, sont le siège d'une force électromotrice réutilisable. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation décrit, mais elle embrasse toutes les variantes. C'est ainsi que l'on peut prévoir de disposer le moteur autour d'un axe horizontal réalisant un rotor équilibré malgré la présence d'un élément magnetique unique disposé en bout d'un seul bras 7, comme représenté sur la figure. De meme, le corps circulaire supraconducteur se présente sous la forme d'un disque épais ; l'élément mobile se situant à la periphérie. L'élément mobile peut encore se situer à proximité de la surface externe de l'anneau ou du disque épais. D'autres matériaux supraconducteurs peuvent etre utilisés sans altérer le fonctionnement comme des céramiques, alliages et autres. On peut par exemple choisir des matériaux de la famille du thorium, comme par exemple le bismuth indiqué précédemment. On peut choisir encore parmi des alliages à base de bismuth avec métaux ferreux ou non ferreux ; des alliages de métaux avec des éléments non métalliques comme l'oxygène ; également des matériaux synthétiques organiques, des terres rares et, de préférence parmi ceux qui sont les mieux adaptés à l'utilisation. Un tel moteur trouve son utilisation sur terre, air, mer et dans l'espace. I1 fonctionne sans pollution d'aucune sorte, avec une grande discretion sonore et avec un cout négligeable. Les signes de référence insérés après les caractéristiques techniques mentionnées dans les revendications, ont pour seul but de faciliter la compréhension de ces dernières, et n'en limitent aucunement la portée. - REVENDICATIONS 1.- Dispositif moteur rotatif, du type à induction, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un corps cylindrique (3) en matériau supraconducteur et d'un élément mobile (5) à caractere magnétique, adapté pour être disposé à proximité dudit corps (3), n'occupant par rapport à ce dernier qu'un secteur limité, lequel élément mobile est solidaire, par tout moyen approprié, d'un arbre centré sur l'axe générateur (2) de l'anneau (3). 2.- Dispositif moteur rotatif, selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un corps cylindrique (3) en forme d'anneau et un élément mobile (5) adapté pour être disposé à l'intérieur dudit anneau. 3.- Dispositif moteur rotatif, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément mobile est constitué d'un aimant unique. 4.- Dispositif moteur rotatif, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément mobile est constitué d'un solénoïde unique réalisé en fil infiniment long. 5.- Dispositif moteur rotatif, selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un solénoïde réalisé en matériau supraconducteur. 6.- Dispositif moteur rotatif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (6) de maintien à une température optimale du corps (3) en matériau supraconducteur. 7.- Dispositif moteur rotatif, selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (6) de maintien en température, sont des moyens de refroidissement du corps (3) supraconducteur. 8.- Dispositif moteur rotatif, selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de maintien à température consistent en-des moyens de chauffage du corps (3) supraconducteur. 9.- Dispositif moteur, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu il comporte plusieurs anneaux (3) en matériau supraconducteur, juxtaposés, correspondant a autant d'éléments mobiles (5) à caractère magnétique. 10.- Dispositif moteur, selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de récupération de la force électromotrice induite dans le corps cylindrique supraconducteur (3).