Brevet FR2672969A1 — publié le 19920821

La présente invention concerne un générateur thermodynamique d'énergie permettant de transformer instantanément une intensité lumineuse naturelle ou artificielle en quantité de chaleur calorifique et/ou frigorifique. On connait l'exploitation de l'énergie solaire par différents dispositifs concentrant le rayonnement lumineux par réflexion ou réfraction, les dispositifs connus les plus compétitifs sont peu rentables et plus ou moins abandonnés. Le générateur thermodynamique d'énergie objet de l'invention a pour but de pallier aux inconvénients précédemment exposés, il permet notamment de générer une énergie utilisable bien plus importante que celle qu'il reçoit et qui l'anime. Le générateur thermodynamique d'énergie selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte contenue dans une enveloppe-support orientable ou non une chambre étanche maintenue en dépression dite pression d'absorp tion pourvue en une extrémité orientée vers la source lumineuse naturelle ou artificielle, d'une lentille adaptée du type "Fresnel" destinée à diriger et transformer instantanément par réfraction convergente le rayonnement lumineux en intensité lumineuse laquelle est collectée sous forme "d'intensité de chaleur" sur une surface de réception disposée en l'autre extrémité de la chambre en prolongement de l'axe de la lentille à une distance déterminée selon ladite lentille, au revers de la surface de réception et collection de la chaleur est aménagé un collecteur en contact avec un fluide thermique contenu dans un circuit, ledit collecteur en prolongement de la surface de réception et collection est doté d'éléments contigus à ladite surface afin d'augmenter la surface d'échange avec le fluide, ledit échange instantané et intégral étant favorisé par le fluide thermique maintenu en pré-tension choisie dite pression d'admission à l'intérieur du circuit dans lequel il transfère cette quantité de chaleur vers des échangeurs en propre autonomie usuelle ou vers un lieu de stockage pour une utilisation ultérieure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la-description qui va suivre faite en regard des dessins joints donnés à titre d'exemple non limitatif, où - la figure 1 est une vue en coupe d'un générateur thermodynamique, - la figure 2, une vue de face d'une lentille aménagée, - la figure 3, une vue en coupe de la lentille représentée figure 2, - la figure 4, une vue en coupe de la partie arrière d'un générateur servant de surface de réception et d'échange, - la figure 4a, une variante de la vue 4, - la figure 5, une vue dé face d'une variante de lentille linéaire aménagée, et adaptée, la figure 6, une vue en coupe- de la lentille réprésentée figure 5 faisant ressortir la propagation linéaire du rayonnement lumineux, - la figure 7, une vue :en coupe d'une variante de générateur thermo- dynamique doté d'une lentille linéaire aménagée présentant trois faces, - la figure 8, une variante de générateur thermodynamique doté d'une lentille à effet divergent pour la production de froid. Tel que représenté figures 1 à 4, le générateur thermodynamique d'énergie comporte une enveloppe support isolante fixe ou orientable 1 à l'intérieur de laquelle est maintenue une chambre étanche 2 délimitée par une paroi 3 métallique ou en matériau non ferreux en-forme de tronc de cône ou de prisme dont l'extrémité avant 4 de grande surface est obturée par une lentille 5 du type "Fresnel" adaptée à effet convergent comme représenté figures 2 et 3, ladite lentille 5 étant orientée vers une source lumineuse naturelle ou artificielle, l'extrémité arrière 6::de la chambre 2 dans le prolongement de l'axe de la lentille 5, cette dernière est obturée par une surface de réception 7 sur laquelle converge le rayonnement lumineux lequel durant son passage dans la chambre 2 est transformé instantanément en "intensité de chaleur" grâce à la dépression choisie dite pression d'absorption maintenue à l'intérieur de la chambre 2, la surface de réception 7 étant réalisée en matériau ferreux ou non ferreux résistant à des chaleurs trés élevées, le revers 8 de ladite surfacé de réception 7 est prolongé d'éléments contigus 9 permettant d'augmenter la surface d'échange de chaleur lors du passage d'un fluide thermique contenu dans un circuit 10 et maintenu à une pré-tension choisie dite pression d'admission afin que l'échange de chaleur au niveau du collecteur 11 soit instantané et intégral, ladite chaleur transmise étant canalisée au travers du circuit 10 est dirigée par le fluide thermique vers un ou des échangeurs 24 ep propre autonomie usuelle, agrémentés de turbines propulsives, clapets anti-retour et soupapes à pression par exemple, ou vers un lieu de stockage pour un usage ultérieur, le volume d'air périphérique 17 compris entre l'enveloppe 1 et la paroi 3 est maintenu à la pression atmosphérique normale grâce aux évidements 18, ledit volume d'air périphérique à la température ambiante pouvant être utilisé en énergie frigorifique par séparation et absorption de l'énergie calorifique résiduelle. Afin de parfaire le captage du rayonnement lumineux et notamment dans le cas où ce dernier est de source solaire, l'enveloppe support 1 est orientable en gite et selon le site et ce de manière connue manuellement ou automatiquement de sorte à suivre la position du soleil tant journalière que e saisonnière. Selon la variante représentée figure 4a, la surface de - réception 7 est réalisée en matériau transparent du type verre résistant à haute température, la partie 19 constituant le collecteur est en matériau réfléchissant à base de chrome par exemple. Selon une variante de réalisation représentée figures 5 et 6, la lentille 12 du type "Fresnel" est adaptée de manière à faire converger tout rayonnement reçu dans un plan vertical longitudinal vers la surface de réception 13 comme représenté figure 3- et toutefois répartir ledit rayonnement dans le sens de la longueur du collecteur 25. Afin de capter et collecter le maximum de rayonnement, comme précédemment décrit, l'enveloppe support 1 est orientable autour de la longueur du générateur selon la position de la source lumineuse. Dans le cas d'une enveloppe 1 fixe et de manière à parfaire le rendement du générateur comme représenté figure 7, la lentille 14 du type "Fresnel" adaptée et aménagée est constituée par trois lentilles 15 à effet convergent selon les figures 2 et 3 et les figures 5 et 6, lesdites lentilles 15 accolées présentant un angle intérieur entre elles compris entre 1500 et 1600 de sorte à capter un maximum de rayonnement lumineux alors que le générateur est fixe , ledit rayonnement étant concentré sur une surface de réception 7 du collecteur 11 ou sur une série de surfaces de réception 13 linéaires de collecteurs 25 accolées et indépendantes les unes des autres, de manière à éviter une réfrigération extra ou inter confergente, la chambre 20 est mise à pression atmosphérique ambiante grâce aux évidements 21 aménagés sur les parois 19. Selon la figure 8, il est aisé de produire du froid, le générateur est alors constitué par une chambre sphérique 22 maintenue en dépression présentant une lentille adaptée 26 du type "Fresnel" à effet divergent de sorte à répartir ledit rayonnement reçu sur le pourtour de la paroi sphérique 23 qui en son extérieur produit une réfrigération, la circulation thermique se faisant naturellement dans une enveloppe fermée 27. REVENDICATIONS 10) Générateur thermodynamique d'énergie permettant de transformer instantanément une intensité lumineuse naturelle ou artificielle en quantité de chaleur calorifique et/ou frigorifique, caractérisé en ce qu'il comporte contenue dans une enveloppe support (1) orientable ou non une chambre étanche (2) maintenue en dépression dite pression d'absorption, délimitée par une paroi (3) en forme de tronc de cône ou prismatique dont l'extrémité avant (4) est obturée par une lentille du type "Fresnel" adaptée et aménagée (5, 12, 14) à effet convergent, ladite lentille (5, 12, 14) étant orientée vers la source lumineuse naturelle ou artificielle destinée à diriger et transformer instantanément par réfraction le rayonnement lumineux en "intensité de chaleur" laquelle est collectée en partie arrière (6) de la chambre (2) par une surface de réception (7, 13) prolongée en son revers (8) d'éléments contigus (9) permettant d'augmenter la surface d'échange de chaleur lors du passage d'un flux thermique contenu et circulant dans un circuit fermé (i0), ce dernier étant maintenu à une pré-tension choisie dite pression d'admission afin que l'échange de chaleur au niveau du collecteur (11, 25) soit instantané et intégral, ladite quantité de chaleur étant transférée par sa propre autonomie usuelle aux échangeurs (24) solidaires du circuit fermé (10) ou vers un lieu de stockage. 20) Générateur thermodynamique d'énergie selon la revendication 1 caractérisé en ce que le volume d'air périphérique (17) compris entre l'enveloppe (1) et la paroi (3) est maintenu à la pression atmosphérique grâce à des évidements (18) pratiqués sur ladite enveloppe (1), le volume d'air pouvant être utilisé en énergie frigorifique par séparation et absorption de l'énergie résiduelle et acheminée directement vers le lieu d'utilisation. 3 ) Générateur thermodynamique d'énergie selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'à l'intérieur de la chambre étanche (2) est maintenue une dépression artificielle choisie pour permettre la transformation intégrale du rayonnement lumineux en "quantité de chaleur". 40) Générateur thermodynamique d'énergie selon la revendication 1 caractérisé en ce que selon une variante, la lentille (12) du type "Fresnel" est aménagée et adaptée de manière à faire converger tout rayonnement lumineux reçu selon un plan vertical longitudinal vers la surface de réception (13) en répartissant ledit rayonnement dans le sens de la longueur du collecteur linéaire (25). 50) Générateur thermodynamique d'énergie selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lentille (14) du type "Fresnel" aménagée est constituée par trois lentilles - (15) du type "Fresnel" accolées et adaptées à effet convergent pour répartir le rayonnement sur la surface (7) du collecteur (11) ou sur les surfaces (13) des collecteurs linéaires (25) accolés et indépendants, la chambre (20) étant maintenue à pression atmosphérique normale au moyen d'évidements (21) aménagés sur les parois (19). 60) Générateur thermodynamique d'énergie selon la revendication 5 caractérisé en ce que les lentilles (15) du type "Fresnel" accolées présentent un angle intérieur entre elles compris entre 1500 et 1600 afin de capter un maximum de rayonnement lumineux lorsque le générateur est fixe. 70) Générateur thermodynamique d'énergie selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface de réception (7) et prolongement - (9) sont réalisés en matériau ferreux ou non ferreux résistant à de fortes températures ou présentent une surface transparente tel que verre résistant à la chaleur, la paroi arrière (8) étant en matériau réfléchissant à base de chrome par exemple. 80) Générateur thermodynamique d'énergie selon la revendication 1 caractérisé en qu'il comporte une chambre sphérique (22) maintenue en dépression, obturée par une lentille du type "Fresnel" adaptée (26) à effet divergent répartissant le rayonnement reçu sur le pourtour de la paroi sphérique (23) afin de produire extérieurement à ladite paroi (23) du froid directement utilisé.