Brevet FR2848261A1 — publié le 20040611

I PERFECTIONNEMENTS AUX GENERATEURS D'ENERGIE AERODYNAMIQUE La présente invention est relative à un générateur d'énergie électrique aérodynamique pour la production d'électricité par l'intermédiaire de la masse de l'air contenu dans l'atmosphère. On connaît les difficultés d'exploitation de l'énergie aérodynamique, notamment au moyen des éoliennes: le vent est irrégulier, en force comme en direction et, pour obtenir un bon rendement, une régulation est nécessaire. Les conditions atmosphériques extrêmes risquent d'immobiliser le système, voire de l'endommager et il faut s'en protéger le mieux possible. La puissance disponible 15 est irrégulière, discontinue et il faut la stocker si on ne peut pas l'utiliser immédiatement. Les couches basses de l'atmosphère sont ralenties, il faut donc opérer à une certaine altitude, sans pour autant encombrer l'espace aérien ou porter gravement atteinte au paysage. Pour pallier ces inconvénients, on a imaginé un dispositif susceptible de capter et d'utiliser la puissance motrice de l'air considérée en tant que masse pesante. On sait en effet que l'atmosphère est une masse importante exposée aux radiations directes du soleil, qui n'échappe pas à la pesanteur et qui est 25 constituée par une infinité de molécules en perpétuelle agitation thermique maintenue grâce à l'énergie qu'elles reçoivent du soleil. Ce mouvement de matière est un travail qui tend constamment à s'opposer à la pesanteur et sans cet apport d'énergie solaire, l'agitation moléculaire diminuerait jusqu'à provoquer la liquéfaction de l'air. On constate donc qu'il se crée un équilibre entre la force de 30 gravitation et l'énergie cinétique moléculaire d'o il en résulte densité et température. Mais on constate également que ce travail moléculaire s'annule de lui-même parce qu'il agit en tous sens, d'o le fait qu'il soit peu perceptible. Par conséquent, on comprend que dans un volume d'air parfaitement calme, le 35 parcours moyen des molécules connaît une stabilité idéale. Il apparaît donc qu'une masse d'air quelconque est toujours apte à " éclater " dans le sens o faiblit la pression. Dans ce cas, l'énergie cinétique est spontanément fournie par le milieu ambiant qui la reçoit constamment du soleil, directement ou indirectement. Mais il va de soi que pour faire travailler rationnellement l'énergie 40 solaire, il faut que la gravitation et le travail moléculaire de l'air agissent dans le même sens, ne serait-ce que pendant un temps très court. C'est ce que vise à obtenir le dispositif, objet de la présente invention. Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend 45 une cheminée de grande dimension, ouverte à l'atmosphère par sa partie supérieure et prolongée à sa base par une chambre de répartition communiquant avec des conduits à profil cylindrique disposés à intervalles réguliers et séparés par des déflecteurs, lesdits conduits cylindriques se prolongeant chacun en direction de l'extérieur de la chambre par un conduit à profil conique dont la section de sortie est solidaire d'un rideau de ventilateurs et des turbines disposées à l'intérieur de chaque conduit de manière que les alternateurs soient dirigés en direction de la chambre de répartition et que les pâles soient disposées 5 dans un passage annulaire permettant la communication de l'air entre la chambre et le conduit conique de sortie. Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend, au niveau de chaque conduit cylindrique, une isolation thermique. 10 Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend une chambre de répartition qui présente un diamètre interne supérieur à celui de la cheminée. Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend un passage annulaire dont les dimensions sont déterminées par le diamètre interne du conduit cylindrique et le diamètre externe de la turbine. Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend 20 des ventilateurs qui comportent, chacun, un moteur entraînant en rotation des hélices disposées à l'intérieur du conduit conique pour permettre l'extraction de l'air contenu dans ledit conduit conique. Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend 25 des ventilateurs qui sont fixés les uns à cotés des autres en laissant entre chacun un passage pour la libre circulation de l'air entre l'intérieur du conduit et l'extérieur. Le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention comprend 30 une dalle en béton permettant la fixation de la cheminée par l'intermédiaire de la chambre de répartition et des conduits à profil conique. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention, les 35 caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Figure I est une vue en coupe illustrant le générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention. Figure 2 est une vue de dessus représentant un exemple de disposition des alternateurs du générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention. Figure 3 est une vue de détail montrant la disposition des alternateurs de chaque turbine du générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention. Figure 4 est une vue de face montrant le rideau de ventilateurs disposés à la sortie de la chambre à profil conique du générateur d'énergie aérodynamique suivant la présente invention. On a montré en figures 1 à 4 un générateur d'énergie aérodynamique 1 permettant d'utiliser l'énergie solaire prise dans l'air au niveau de l'énergie cinétique moléculaire. Le générateur d'énergie 1 est constitué d'une cheminée verticale 2 ouverte dans 10 sa partie supérieure de grande dimension qui est, par exemple, de forme cylindrique. Cette cheminée permet de localiser une importante masse d'air qui sera protégée des courants d'air extérieurs afin que cette masse soit organisée et non perturbée. On note que la masse d'air va jouer un rôle de masse pesante organisée à la base de la cheminée 2 permettant le fonctionnement du générateur d'énergie 1. La cheminée 2 est solidaire à sa base d'une chambre de répartition 3 présentant un diamètre interne supérieur à celui de ladite cheminée. 20 La chambre de répartition 3 communique avec des conduits 4 à profil cylindrique disposés à intervalles réguliers sur le pourtour de ladite chambre. La chambre de répartition 3 comporte entre chaque conduit 4 et au niveau de leur 25 entrée des déflecteurs 17 à profil incliné permettant de diriger l'air en direction de chaque conduit. Chaque conduit 4 se prolonge en direction de l'extérieur de la chambre 3 par un conduit 5 à profil conique dont la section de sortie 6 présente une forme 30 rectangulaire ou carrée. Chaque conduit 4 comporte sur sa face externe entre la chambre 3 et le conduit 5 à profil conique une isolation thermique et calorifuge 7 permettant d'améliorer les conditions de fonctionnement du générateur d'énergie 1. 35 A l'intérieur de chaque conduit 4 est fixé une turbine 8 raccordée à un réseau électrique et comportant, à la manière connue en soi, un corps principal 9, des pâles 10 guidées en rotation, et un alternateur 11 pour la production d'électricité. Chaque turbine 8 est disposée de manière que son alternateur 11 soit dirigé en direction de la chambre de répartition 3 se trouvant à la base de la cheminée 2 du générateur d'énergie 1 pour permettre le refroidissement de ce dernier lors du passage de l'air. Ainsi, le diamètre interne du conduit 4 et le diamètre externe de la turbine 8 permettent de déterminer les dimensions d'un passage annulaire 12 pour la communication de l'air entre la chambre 3 et le conduit conique 5 de sortie. Egalement, le passage 12 reçoit les pâles 10 de la turbine 8 qui seront entraînées en rotation par la vitesse de déplacement de l'air entre la chambre 3 et le conduit conique de sortie 5. Le conduit conique 5 comporte, au niveau de sa sortie vers l'extérieur, un rideau de ventilateursl 3 placés les uns à coté des autres sur toute la surface de sortie 6 de section rectangulaire ou carrée (figure 4). Chaque ventilateur 13 comporte un moteur 14 qui entraîne en rotation des hélices 10 15 permettant l'extraction de l'air contenu dans le conduit conique 5. Pour cela, le moteur 14 est placé à l'extérieur du conduit 5 tandis que les hélices 15 de chaque ventilateur 13 sont disposées dans le plan vertical de la surface de sortie 6 pour être dirigées en direction de l'intérieur du conduit conique 5. Les ventilateurs 13 sont fixés sur des poutres horizontales ou verticales, non représentées, permettant de disposer les ventilateurs 13 les uns à coté des autres en laissant entre chacun un passage 16 pour la libre circulation de l'air entre l'intérieur du conduit 5 et l'extérieur. Cette disposition particulière des ventilateurs 13 permet que ces derniers ne fonctionnent pas comme un aspirateur risquant de créer une dépression à l'intérieur du conduit 5. On note que lorsque le générateur d'énergie 1 est à l'arrêt, l'air remplit le système 25 de façon homogène, c'est à dire que la cheminée 2, la chambre de répartition 3 et les conduits 4 et 5 sont remplis d'air. Lorsque les ventilateurs 13 se mettent en marche, au moyen d'une source électrique extérieure, ils poussent l'air contenu dans les conduits 4 et 5 vers 30 l'extérieur. Ainsi, un déplacement d'air se produit dans tout le générateur d'énergie 1, c'est à dire dans la cheminée 2, la chambre de répartition 3 et les conduits 4 et 5. De ce fait, la masse d'air qui est contenue dans la cheminée 2 suit immédiatement et 35 subit l'accélération de la pesanteur afin d'acquérir de l'énergie cinétique. On constate que le générateur 1 ne dépense pas d'énergie pour faire descendre l'air dans la cheminée 2, car l'afflux descendant sature la demande au niveau des turbines 8. Dans ces conditions, au passage de l'air au niveau des turbines 8, on se trouve entre deux sources à savoir: * En amont des turbines 8, c'est à dire dans la chambre de répartition 3, une source SC dite " source chaude "; Lorsque l'air traverse le passage annulaire 12 prévu au niveau de chaque turbine 8, le mouvement brownien s'organise, une de ses directions devient hautement privilégiée par rapport à l'autre et l'air " éclate " vers l'espace aval, c'est à dire dans le conduit conique 5. Ainsi, en amont immédiat des turbines 8, la masse d'air vient frapper les pâles 10 5 de chaque turbine 8 et produit alors une pression dynamique permettant d'entraîner lesdites pâles en rotation, afin que chaque alternateur 11 puisse produire de l'énergie électrique. Lorsque l'air quitte chaque turbine 8, le flux d'air est doté d'une vitesse importante 10 qui fuit à l'intérieur du conduit conique 5, tandis que les ventilateurs 13 permettent d'extraire cette source froide SF à l'extérieur et dans l'atmosphère ambiante. On note que le rideau de ventilateurs 13 permet, au départ, de lancer le générateur d'énergie 1 en créant une aspiration de l'air de la source chaude SC 15 contenu dans la chambre de répartition 3 pour l'amener dans les passages annulaires 12 prévus au niveau de chaque turbine 8. Ensuite, pendant le fonctionnement du générateur d'énergie 1 le rideau de ventilateurs 13 permet l'extraction de l'air de la source froide SF contenu dans le 20 conduit conique 5 à l'extérieur, c'est à dire, dans la masse atmosphérique ambiante. On constate que la section du rideau de ventilateurs 13 doit être N fois plus grande que la section du passage annulaire 12 prévue au niveau de chaque 25 turbine 8 permettant de déterminer une vitesse de sortie de l'air suffisamment faible, et donc une faible consommation d'énergie, pour l'entraînement en rotation du rideau de ventilateurs 13. On remarque que le générateur d'énergie suivant la présente invention est fixé 30 sur une dalle de béton 18 permettant la fixation de la cheminée 1 par l'intermédiaire de la chambre de répartition 3 et la fixation des conduits à profil conique 5 au niveau de chaque section de sortie 6. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a 35 titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécutions décrits par tout autre équivalent. REVENDICATIONS 1. Générateur d'énergie aérodynamique, caractérisé en ce qu'il comprend une cheminée (2) de grande dimension, ouverte à l'atmosphère par sa partie supérieure et prolongée à sa base par une chambre de répartition (3) communiquant avec des conduits (4) à profil cylindrique disposés à intervalles réguliers et séparés par des déflecteurs (17), lesdits conduits cylindriques (4) 10 se prolongeant chacun en direction de l'extérieur de la chambre (3) par un conduit à profil conique (5) dont la section de sortie (6) est solidaire d'un rideau de ventilateurs (13) et des turbines (8) disposées à l'intérieur de chaque conduit (4) de manière que les alternateurs (11) soient dirigés en direction de la chambre de répartition (3) Et que les pâles (10) soient disposées dans un 15 passage annulaire (12) permettant la communication de l'air entre la chambre (3) et le conduit conique (5) de sortie. 2. Générateur d'énergie aérodynamique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque conduit cylindrique (4) comporte sur sa face externe entre 20 la chambre (3) et le conduit conique (5) une isolation thermique (7). 3. Générateur d'énergie aérodynamique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de répartition (3) présente un diamètre interne supérieur à celui de la cheminée (2). 4. Générateur d'énergie aérodynamique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre interne du conduit cylindrique (4) et le diamètre externe de la turbine (8) permettent de déterminer les dimensions du passage annulaire (12). 5. Générateur d'énergie aérodynamique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque ventilateur (13) comporte un moteur (14) entraînant en rotation des hélices (15) disposées à l'intérieur du conduit conique (5) pour permettre l'extraction de l'air contenu dans ledit conduit conique (5). 35 6. Générateur d'énergie aérodynamique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les ventilateurs (13) sont fixés les uns à coté des autres en laissant entre chacun un passage (16) pour la libre circulation de l'air entre l'intérieur du conduit (5) et l'extérieur. 7. Générateur d'énergie aérodynamique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la cheminée (2) par l'intermédiaire de la chambre de répartition (3) et les conduits à profil conique (5) au niveau de chaque section de sortie (6) sont fixés sur une dalle de béton (18).