Brevet FR2849717A1 — publié le 20040709

i La présente invention concerne un dispositif permettant d'obtenir du courant électrique continu pour électrolyse ou autres applications, et qui, après transformation en monophasé ou polyphasé, peut être utilisé à usage domestique ou industriel. La production de courant continu est traditionnellement obtenue au moyen des piles, des dynamos, des redresseurs de courant alternatif, de cellules photovoltaques, de piles à combustion, etc... procédés qui sont assez chers et parfois soumis aux conditions de la météo. Si on a besoin d'une puissance un peu importante en continu, on l'obtient habituellement par le 10 redressement du courant alternatif, qui même stabilisé, est sujet à certains défauts. La présente invention permet d'obtenir un courant continu sans aucune variation de tension, depuis des puissances très faibles, le watt par exemple, jusqu'à des puissances de plusieurs centaines de mégawatts, et cela sans 15 aucun danger d'explosion ni de nuisances et d'une façon parfaitement écologique. Seule la tension du courant peut exiger des précautions. Elle est complètement indépendante de la météo et des conditions climatiques. La production de courant peut se faire aussi bien la nuit que le jour, l'été que l'hiver, aux pôles qu'à l'équateur, en période de sécheresse prolongée ou quasi 20 perpétuelle, tout cela par temps calme ou agité. Il s'agit d'un mariage entre la pompe à chaleur pour créer deux zones à températures différentes, et des thermocouples placés en série et éventuellement en parallèle, qui utilisent cette différence de température pour produire du courant continu par effet Peltier-Seebeck. L'ensemble est réalisé par des éléments constitués par deux métaux de n'importe quel thermocouple connu aujourd'hui. Nous prendrons comme exemple le couple fer-constantan qui est un des plus efficaces et le plus économique au point de vue prix de revient. Pour les autres constituants des thermocouples, la description serait la même et les applications identiques. 30 La figure 2 représente l'un de ces éléments constitué par un fil, une plaque ou une barre préformé (1) en fer; et un fil, une plaque ou une barre en constantan (2) qui sont soudés, brasés, rivés ou boulonnés l'un à l'autre en (5) pour constituer un élément, et séparés sur leur longueur commune hors soudure par un espace vide, ou mieux, par des isolants (3) et (4) pour éviter tout contact susceptible de court- circuiter le chemin du courant électrique. Les formes et dispositions des constituants de la figure 2 ne sont pas exclusives. La figure 1 montre les différents constituants de la présente invention. Une cuve (28), monobloc sur la Fig 1 et la Fig 3 mais qui peut être réalisée en plusieurs parties démontables pour interventions, en métal ou en plastique ou tout autre produit adéquat, de forme circulaire ou parallélépipédique, fermée par un couvercle (18) et soigneusement isolée sur toute sa surface y compris le couvercle (18), est divisée en trois compartiments. Un compartiment inférieur (15) que nous appellerons condenseur. Un compartiment supérieur (16) que nous appellerons évaporateur. Entre les deux se trouve une ou plusieurs lignes et rangées d'éléments de thermocouples décrits plus haut et représentés par la FIG 2, qui sont soudés, brasés, rivés ou boulonnés entre eux en (29), constituant ainsi un compartiment de thermocouples en série; la FIG 1 en représente huit mais il peut y en avoir des centaines de milles et plus en les disposant sur plusieurs rangées de lignes couplées en série ou en parallèle. Cet ensemble de thermocouples est soutenu 15 par des barres isolantes placées entre les rangées ou par-dessous, non représentées sur la FIG 1 et doit être étanche aux liquides et aux gaz utilisés. Si la cuve (28) et son couvercle (18) sont en matériaux conducteurs de l'électricité, ils doivent en être parfaitement isolés par des plaques isolantes (31) et (33) et des tubes isolants (20) et (24) ou passent les fils (25) et (26) 20 permettant l'isolement et le passage du courant électrique produit. Les compartiments (15) et (16) contiennent un liquide caloporteur mais pas nécessairement le même, ainsi qu'un ensemble de tubes ou de radiateurs (6) et (17) de forme ou disposition connues qui constituent des échangeurs thermiques. La FIG 1 les représente dans le sens de la longueur mais ils peuvent être placés dans celle de la largeur, auquel cas ils peuvent être placés entre les prolongements (21) et (27) de la pièce en fer (1) et les liquides caloporteurs peuvent être supprimés, comme dans l'autre position d'ailleurs. L'échangeur thermique inférieur (6) est relié par un tube (9) au refoulement d'un compresseur frigorifique (7) tandis que l'échangeur supérieur (17) est relié 30 à l'aspiration du même compresseur (7). L'inverse peut se faire également. Un moteur (8) entraîne le compresseur (7) par un axe d'entraînement (30) constituant ainsi un groupe frigorifique qui peut être ouvert comme sur la FIG 1, ou hermétique. Tous les tubes et le groupe frigorifique peuvent être isolés thermiquement par une isolation non représentée sur la FIG 1. Le compresseur (7) peut être monoétagé ou polyétagé, à piston, centrifuge, à palette ou tout autre moyen connu, le moteur (8) est du genre: électrique, thermique, à l'eau, au vent ou toute autre source d'énergie. Le moteur (8), le compresseur (7), les tubes (9) et (10), le capillaire ou détendeur (22) sont calorifugés. S'ils ne le sont pas, le fonctionnement de l'ensemble n'est pas perturbé mais le rendement de la production d'énergie baisse. A la sortie du condenseur (6), le liquide frigorifique passe dans un tube capillaire ou un détendeur (22) pour faire chuter sa température et sa pression avant de pénétrer par le tube (23) dans l'évaporateur (17). Un réservoir de liquide frigorifique peut être placé entre le condenseur et le détendeur ou capillaire (22). Le fonctionnement de la présente invention est illustré par la FIG 1. Il est en tout point conforme à celui de la pompe à chaleur et à celui de petits générateurs de courant que sont les thermocouples. Si par une source d'énergie quelconque, on met le moteur (8) en action, le compresseur (7) envoie des gaz frigorifiques sous pression et chauds, par le 15 tube (9) dans le condenseur (6), et ces gaz, en se liquéfiant dans cet échangeur, chauffent le liquide caloporteur contenu dans le compartiment (15), lequel chauffe à son tour les extrémités (27) qui par conductibilité, élèvent la température des soudures (5). Le liquide frigorifique formé par condensation dans l'échangeur (6), poussé par la pression passe alors dans le capillaire ou 20 détendeur (22) pour pénétrer dans l'évaporateur (16). Aspiré par le compresseur (7), il s'évapore et produit du froid que le liquide caloporteur communique aux extrémités (21) du fer (1). Ainsi, aux thermocouples, toutes les soudures (5) sont réchauffées et toutes les soudures (29) sont refroidies, il s'établit donc entre les soudures (5) et les soudures (29) une différence de température qui, de par l'effet Peltier-Seebeck, produit un courant électrique continu que l'on peut collecter aux bornes (25) et (26). La FIG 3 représente un modification par rapport à la FIG 1. Afin de faciliter les échanges thermiques, les échangeurs (6) et (17) de la FIG 1 sont supprimés, de telle sorte que le prolongement (21) de la pièce en fer (1), et le 30 prolongement (27) de la pièce inférieure sont directement en contact avec les vapeurs et le liquide frigorifique. Des ailettes (34) et (35) sont rajoutées pour activer les échanges thermiques. Elles sont représentées horizontales sur la FIG 3, mais elle peuvent être verticales ou obliques, d'un seul côté ou sur les deux côtés. Ainsi, le prolongement (27) avec ses ailettes (35) sert de condenseur, et le prolongement (21) avec ses ailettes (34) sert d'évaporateur, le premier capte les calories et le second capte les frigories. Le fonctionnement est le même qu'avec la FIG 1 mais plus direct. La cuve (28) et son couvercle (18), réalisés en une ou plusieurs pièces chacun, doivent être en mesure de résister aux vides et pressions de fonctionnement. Les groupes motocompresseurs frigorifiques ont un rendement en frigories qui varie de cent pour cent à des valeurs qui peuvent dépasser les deux mille pour cent, suivant le taux de compression qui est utilisé, donc de la différence de température que l'on admet entre le chaud et le froid de la pompe à chaleur. D'autre part, les thermocouples ont un rendement utile théorique de cinquante pour cent. On peut donc ainsi obtenir plus d'énergie aux bornes (24) 10 et (25) que l'on utilise pour actionner le moteur (8), qui peut d'ailleurs être entraîné par l'énergie qu'il produit. Le fonctionnement de l'ensemble: pompe à chaleur et thermocouples relève plus de la formule e = mc2 que des transformations usuelles. Ce qui peut s'expliquer par l'action de la chaleur et du froid qui agitent les électrons d'une façon différente aux soudures, et les 15 obligent à se déplacer. Il y a donc une modification lente, très lente, de la structure moléculaire des constituants. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la production de courant continu de faible et forte puissance et par transformation de courant alternatif monophasé et polyphasé. REVENDICATIONS 1- Dispositif pour la production de courant électrique caractérisé en ce qu'il comporte un groupe frigorifique (7) et (8), comprimant un gaz frigorifique dans un compartiment condenseur (6) Fig 1, ou un espace (15) Fig 3 d'une cuve (28) pour produire de la chaleur par condensation; 5 lequel gaz transformé en liquide, après être passé dans un capillaire ou détendeur (22) arrive dans un évaporateur (17) Fig 1 ou un espace (16) Fig 3 de la même cuve (28) pour produire du froid par l'aspiration du groupe frigorifique, donc évaporation, et qui, avec les thermocouples placés entre le froid et le chaud, produit du courant électrique recueilli 10 entre les bornes (24) et (25). 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la différence de température entre les soudures (5) et (29) est obtenue par la compression (9) et l'aspiration (10) d'un groupe frigorifique (7) et (8), ouvert ou hermétique. 3- Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce que les échangeurs thermiques (6) et (17) Fig 1 peuvent être supprimés et remplacés par les prolongements (21) et (27) de la pièce en fer (1) pour échange direct des calories ou frigories avec le fluide frigorifique. 4- Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 2 caractérisé en ce 20 que la différence de température ainsi établie est captée par des thermocouples placés en série et parallèle pour produire du courant continu recueilli aux bornes (24) et (25). 5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est complètement indépendant des conditions 25 climatiques: jour ou nuit, froid ou chaud, pluie ou vent, sécheresse prolongée ou quasi perpétuelle.