Brevet FR2800424A1 — publié le 20010504

La présente invention concerne un dispositif électromoteur destiné à produire de l'énergie électrique de façon autonome et continue en circuit fermé, tel un groupe électrogène. De nos jours, la production d'électricité est soumise, dans la plupart des cas, à un apport extérieur d'une quelconque matière première plus ou moins renouvelable. Pour les groupes électrogènes existants, nous sommes contraints de prévoir une source d'énergie extérieure comme force motrice de base pour l'entraînement du moteur qui est le plus souvent un moteur à combustion interne. Dans la grande majorité des systèmes employés, les machines à produire de l'énergie électrique ont besoin de ces matières premières pouvant entraîner des risques importants de pollution de la nature en général sans éliminer le côté nocif et dangereux pour la santé des populations ; en état de fonctionnement, la plupart des moteurs existants sont plus ou moins bruyants. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. I1 comporte en effet selon une première caractéristique, un ensemble électromécanique, une combinaison de machines simples permettant la transformation de l'énergie cinétique de plusieurs ressorts, dont les caractéristiques techniques et mécaniques sont comparables à celles de l'acier, en énergie électrique. Chacun des ressorts libère simultanément sa force vive selon une cadence. Ce rythme régulier est préréglé grâce à des moyens électromécaniques choisis et positionnés en fonction de la course utile de chaque ressort selon son type. La transformation de l'énergie préalablement accumulée par chaque ressort, après compression ou mise en tension, se fait par l'intermédiaire d'au moins une barre rectiligne crantée positionnée en ce que son sens longitudinal est celui de la force vive potentielle linéaire de chaque ressort. Chaque barre libère la force cinétique accumulée par chaque ressort, cette force est récupérée grâce à au moins un pignon d'engrenage possédant la particularité d'avoir un sens de rotation en roue libre. Chaque barre est guidée et stabilisée par des moyens mécaniques appropriés, comme des roulements à billes. La vitesse lente de rotation de chacun de ces premiers pignons d'engrenage est multipliée grâce à un mécanisme de transmission permettant la multiplication de la vitesse de base de rotation. Cela est possible grâce à une série de pièces mécaniques intermédiaires destinées à créer une rotation minimum d'un ou plusieurs générateurs d'électricité afin que chaque générateur puisse produire l'énergie électrique souhaitée de façon continue. La mise en compression ou en tension de chaque ressort est faite par au moins un moteur électrique, couplé à un solénoïde permettant le lancement et le retrait automatique de l'engrenage de base prévu pour lancer la rotation de la couronne servant à mettre en compression ou en tension chaque ressort, tel un démarreur électrique de véhicule automobile. La force de chaque moteur électrique est démultipliée grâce à des moyens mécaniques permettant, par ce fait, de procéder à l'accumulation de l'énergie potentielle de chaque ressort et ce, de façon plus rapide que le temps mis à la libération de cette énergie stockée par chaque ressort pendant la phase de mise en compression ou en tension. Cette recharge en énergie potentielle de chaque ressort est rendue possible grâce à chacun des premiers pignons d'engrenage déjà cités, en utilisant leur sens de rotation en roue libre, soit le sens inverse à celui qui permet la libération de l'énergie cinétique de chaque ressort. La mise en route et l'arrêt de chaque moteur électrique sont commandés par des contacteurs ou autres moyens électromécaniques. Chaque moteur électrique prévu pour le rechargement en énergie de chaque ressort est directement alimenté électriquement, soit par un des générateurs d'électricité du dispositif lui-même, objet de l'invention, produisant l'énergie électrique, soit par une batterie d'accumulation qui est, elle-même, rechargée en permanence grâce à un alternateur faisant lui aussi parti du dispositif. La mise en compression ou en tension du premier ressort, lors de la mise en route de l'ensemble groupe électrogène, peut être faite, soit électriquement grâce à une batterie d'accumulation et des moyens électromécaniques déjà cités, soit manuellement grâce à une manivelle manuelle reliée à un engrenage anti-retour, celle-ci coopérant avec des moyens mécaniques permettant la démultiplication de la force d'un bras humain. La libération de l'énergie stockée par ce premier ressort permet la mise en route du système producteur d'énergie électrique grâce à son ou ses générateurs, permettant à leur tour la recharge en énergie potentielle des autres ressorts, suivant la cadence préréglée de mise en route et d'arrêt de chaque moteur électrique prévu, et déjà cités, pour le rechargement en énergie de chaque ressort. Selon des modes particuliers de réalisation - le ressort peut être de type cylindrique de compression, conique en volute, cylindrique de traction, à spiral ou à lames. - les ressorts peuvent être placés en séries de mêmes types ou de types différents, ils peuvent être couplés, doublés, triplés ou plus selon l'énergie recherchée et la course utile prévue pour la libération de la force vive de chacun. - chaque ressort peut également posséder une énergie potentielle à libérer différente, par exemple, l'on peut choisir comme premier ressort, un ressort pouvant accumuler une force potentielle plus importante que les autres afin de pouvoir plus facilement lancer le système devenant ensuite répétitif. - l'on peut aussi utiliser des ressorts de matériaux différents. - il est possible d'ajouter à l'ensemble mécanique de transmission une roue possédant une masse plus importante que celle des roues d'engrenage du dispositif de base, pour permettre une accélération centrifuge et de la sorte permettre une motricité régulière et continue du système une fois lancé. - la barre crantée ou crémaillère peut être de section carrée, rectangulaire, crantée sur une ou deux faces, elle peut être cylindrique ou même de section ovale, elle peut aussi être demi- ronde d'une face et plate de l'autre. - le guidage des ressorts peut être assuré par des tubes cylindriques dans le cas d'un système pourvu de ressorts cylindriques. - le pignon d'engrenage menant, avec un sens inverse de rotation en roue libre, peut être remplacé par une roue dentée possédant un sens inverse de rotation en roue libre dans le cas du choix d'un dispositif dont les moyens mécaniques de multiplication sont des chaînes ou courroies, ou des chaînes et courroies. - le nombre de générateurs producteurs de courant électrique n'est pas limité à un seul. - la mise en route du système, par la compression ou la mise en tension du premier ressort, peut être faite manuellement à l'aide d'un volant manuel pourvu de moyens mécaniques permettant la démultiplication de la force d'un bras humain. Les dessins annexés illustrent l'invention La figure 1 représente une vue de face du dispositif de l'invention utilisant la force cinétique de trois ressorts cylindriques de compression, cette figure illustre la description. La figure 2 est la même vue de face que la figure 1 mais en ayant enlevé les moyens électromécaniques de mise en compression ou en tension, cette figure illustre la description. La figure 3 est une vue de droite de la figure 1 du dispositif de l'invention utilisant la force cinétique de trois ressorts cylindriques de compression, cette figure illustre la description. La figure 4 est une vue de face d'une variante du dispositif utilisant la force cinétique de trois ressorts cylindriques de traction ; ne sont pas représentés les moyens électromécaniques de mise en tension des ressorts. La figure 5 est une vue de droite de la figure 4 d'une variante du dispositif utilisant la force cinétique de trois ressorts de traction, les moyens électromécaniques de mise en tension des ressorts étant représentés. La figure 6 est une vue de face d'une variante du dispositif utilisant la force cinétique de trois ressorts à spiral ; ne sont pas représentés les moyens électromécaniques de mise en tension des ressorts. La figure 7 est une vue de droite de la figure 6 d'une variante du dispositif utilisant la force cinétique de trois ressorts à spiral, les moyens électromécaniques de mise en tension des ressorts étant représentés. La figure 8 est une représentation schématique d'une cadence de fonctionnement préréglée, pour le dispositif décrit comprenant trois ressorts cylindriques de compression. Ce schéma montre, de gauche à droite et par ressort, le cycle de fonctionnement qui comprend, dans ce cas de figure, quatre temps repérés comme suit - Tl : accumulation de l'énergie cinétique, en cours de compression. - T2 : accumulation complète de l'énergie cinétique, ressort comprimé. - T3 : libération de l'énergie cinétique, en cours de travail. - T4 : libération complète de l'énergie cinétique. Sont représentés sur ce schéma : les ressorts (1), les barres rectilignes crantées (6) et les pignons d'engrenages (8) ayant un sens inverse de rotation en roue libre. Les flèches indiquent le sens du mouvement de la barre crantée (6), suivant les phases d'accumulation et de libération de l'énergie cinétique de chaque ressort (1). En se référant aux dessins des figures 1,2,3 et 8, la description du dispositif qui suit concerne un mode de réalisation utilisant la force cinétique de trois ressorts cylindriques de compression à spires d'extrémités rapprochées (1). Toutes les pièces mécaniques du dispositif décrit ont les caractéristiques techniques et mécaniques de l'acier. Chaque ressort (1) est soutenu à une extrémité, l'extrémité supérieure dans ce cas de figure suivant la vue de face de la figure 1, à une pièce usinée (2) servant également de guide d'extrémité par le diamètre intérieur de chaque ressort (1). L'autre extrémité de chaque ressort (1) est guidée par une pièce usinée (3) au diamètre intérieur dudit ressort (1), cette pièce (3) est rendue solidaire à la pièce d'appui (4). Le guidage de chaque ressort (1), dans toute sa hauteur, est assuré par des tiges (5) traversant la pièce supérieure (2) et rendue solidaire aux pièces d'appui (4 et 4.1), la pièce (2) coulisse dans les deux sens grâce à des douilles à billes sur les tiges (5). Une crémaillère ou barre rectiligne crantée (6) positionnée à l'intérieur, au centre du cylindre formée par les spires de chaque ressort (1), traverse en son centre la pièce (2), elle est rendue solidaire à cette même pièce (2). Dans la description de ce dispositif, la barre rectiligne crantée est filetée en son extrémité supérieure et rendue solidaire à la pièce (2) par des écrous (7). Chaque barre crantée (6) traverse en son centre la pièce inférieure de guidage (3) ainsi que la pièce d'appui (4). Chaque ressort (1) et chaque barre crantée (6) peut ainsi effectuer le mouvement de va et vient, l'opération d'accumulation et de libération de l'énergie cinétique de chaque ressort (1) est alors rendue possible. Chaque barre crantée (6) transmet l'énergie à libérer par chaque ressort (1) à un pignon d'engrenage (8) qui possède la propriété d'avoir un sens inverse en roue libre. Chaque barre crantée (6) est parfaitement stabilisée grâce à des roulements (12 et 13). Dans ce cas de figure, un seul roulement (12) est positionné symétriquement à chaque pignon d'engrenage (8). Chaque barre rectiligne crantée (6), à sa partie basse, opposée à l'ensemble ressort (1), est stabilisée sur les quatre côtés par un ensemble (13) de quatre roulements (12) placés en croix, ainsi la stabilité et le guidage de ce côté inférieur de la barre rectiligne crantée (6) sont assurés dans tous les sens. La force récupérée de chaque ressort (1) permet, grâce à des moyens mécaniques d'engrenage (9, 10 et 11), de multiplier la vitesse de base de rotation du pignon (8),et donc de faire tourner, en un nombre de tours suffisants, le générateur d'électricité (15) ; l'opération ainsi décrite pour chaque ressort (1) se produit alternativement et d'une façon cadencée permettant ainsi la continuité de la giration du générateur électrique (15). Dans la description de ce dispositif, la mise en compression de chaque ressort (1) se fait grâce à un moteur électrique (16) alimentée par une batterie d'accumulation (20) et grâce à des moyens mécaniques de démultiplication (18 et 19) et cela pour chaque ressort (1). Chaque moteur (16) est couplé à un solénoïde (17) qui permet au pignon (18) d'enclencher la mise en compression de chaque ressort (1) et de se retirer suivant l'ordre de la cadence préréglée. La mise en compression de chaque ressort (1) est possible grâce à chacun des pignons d'engrenage (8) utilisant alors son sens inverse de rotation en roue libre. La cadence est assurée par des moyens électromécaniques (17 et 19) ; dans cette description, ce sont des contacteurs (14) de mise en route ou d'arrêt des moteurs électriques (17). Pour ce dispositif décrit, la recharge de la batterie d'accumulation (20) est faite de façon continue par un alternateur (21) dont la giration est assurée par le système lui-même, cet alternateur (21) étant placé au même niveau que le générateur d'électricité (15). Pour cette description et à titre d'exemple non limitatif, les dimensions des ressorts décrits sont 330 mm de hauteur, le ressort étant détendu, 140 mm de diamètre extérieur et 10 mm de diamètre pour le fil rond. Dans la forme de réalisation selon les figures 4 et 5, chaque barre rectiligne crantée (6) est soutenue en partie basse de chacun des ressorts (1) et ne traverse pas chacun des ressorts (1) en son axe vertical. Dans la forme de réalisation selon les figures 6 et 7, chaque barre rectiligne crantée (6) n'est plus soutenue à chacun des ressorts (1). Le dispositif selon l'invention peut être utilisé dans tous les domaines où la production d'énergie électrique est de mise, particulièrement en tant que groupe électrogène dans les habitations individuelles, sans exclure le domaine du véhicule à propulsion électrique. REVENDICATIONS 1) Dispositif électromoteur fonctionnant de façon autonome, continu et en circuit fermé, tel un groupe électrogène caractérisé en ce que l'on utilise l'énergie cinétique comme force motrice de base, après l'avoir accumulée, de plusieurs ressorts (1), de façon cadencée, préréglée grâce à des moyens électromécaniques (14, 16, 17, 18, 19, 20 et 21), pour produire de l'énergie électrique. Les caractéristiques techniques et mécaniques des ressorts sont comparables à celles de l'acier. L'énergie cinétique accumulée est récupérée au moyen d'au moins une barre rectiligne crantée (6) positionnée dans le sens de la force vive potentielle linéaire à récupérer ; chaque barre rectiligne crantée (6) coopère avec au moins un pignon d'engrenage (8) possédant la particularité d'avoir un de ses sens de rotation, en roue libre, permettant la mise en compression ou en tension de chaque ressort (1) . Quant à l'autre sens de rotation, il permet la récupération de l'énergie cinétique transmise par la barre rectiligne crantée (6) ; chacun de ces pignons d'engrenage (8) coopère avec des moyens électromécaniques (9,10,11,16,17,18 et 19) permettant - dans le sens de rotation en roue libre, la démultiplication de la vitesse de rotation de chaque pignon d'engrenage (8) pour l'accumulation de la force vive de chaque ressort (1). - dans l'autre sens, la multiplication de la vitesse de rotation de chaque pignon d'engrenage (8) pour la récupération de cette même force vive de chaque ressort (1), afin de faire tourner au moins un générateur électrique (15 et 21) producteur de courant électrique. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la barre crantée (6) est coudée ou cintrée. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le pignon d'engrenage (8) est remplacé par une roue dentée avec un sens de rotation en roue libre.