Brevet FR2883679A1 — publié le 20060929

La présente invention concerne un dispositif générateur d'énergie électromotrice, mettant en oeuvre trois forces compensatrices coordonnées: énergie magnétique, cinétique et électrique, agissant notamment par impulsions et répulsions électro-magnétiques. Les moteurs actuels utilisent des carburants générateurs d'énergies plus ou moins polluantes, contraignantes et onéreuses. Ce dispositif, selon l'invention, utilise la dynamique de plusieurs énergies non polluantes, faciles d'utilisation et économiques. Ce dispositif, selon l'invention, comporte selon une première caractéristique, un rotor, constitué de plusieurs cylindres (1) en métal ou matière amagnétique, fixés en étoile sur un arbre d'entraînement (2). Chaque cylindre est fermé à son extrémité par un aimant permanent polarisé (3), fixé à l'embout du cylindre (1). Au centre de ce cylindre, un aimant permanent mobile (4) ou masselotte se déplace alternativement dans un sens et dans l'autre de l'espace intérieur du cylindre et entre les bobines inductrices (5) entourant l'extérieur du cylindre (1). Ce mouvement de translation alternative de la masselotte magnétique (4) est accéléré par l'antagonisme de répulsion magnétique des aimants permanents polarisés du même sens (3) et (4), ainsi que par la détente impulsive des ressorts (18) en métal amagnétique ou diamagnétique fixés aux extrémités des cylindres (1). Ce mouvement alternatif de va-et-vient de la masselotte magnétique (4) au travers d'un bobinage (5) entourant le cylindre (1) induit un courant électrique. Un condensateur de potentialisation (24) peut être branché sur le circuit induit du rotor, figure 4. Ces bobinages (5) sont connectés en série, figure 4 du schéma électrique, sur deux bagues collectrices (12) en cuivre, et selon des modes particuliers de réalisation, permettent la conduction et l'alimentation électrique des bobinages (6) des électroaimants du stator connectés eux-mêmes en série, figure 4, et dont le noyau en fer doux (7) est polarisé du même sens que les aimants permanents (4) de la masselotte (4) des cylindres (1) du rotor, agissant ainsi en répulsion. La liaison électrique entre rotor et stator est assurée, suivant l'une des :30 caractéristiques de ce dispositif, selon l'invention, par deux balais en graphite (11) en contact avec les deux bagues collectrices fixées au rotor (12). Les porte-charbons (11) sont incorporés au carter (13) du stator. Les bobinages des électro-aimants (6) du stator sont montés en série et connectés aux balais en graphite (11) contenus dans les porte-balais (11) du stator, figures 1-2 et 4 du schéma électrique. Les bobinages du stator (6) selon des modes particuliers de réalisation, sont contenus dans la partie supérieure du carter (13) ou flasque, réalisés en métal amagnétique, ces bobinages (6) sont branchés sur un commutateur à quatre voies (8). Il permet de lancer le rotor au démarrage de ce dispositif, selon l'invention, par découplage des bobines du stator (6) sur position NO ou B/0, ce qui a pour effet de neutraliser l'inertie axiale, en propulsant le rotor dans un sens de rotation à droite ou à gauche, par basculement des masselottes magnétiques (4) en équilibre à l'intérieur des cylindres (1). Selon des modes particuliers de réalisation et des caractéristiques non limitatives de ce dispositif, et selon l'invention, le lancement de ce générateur peut être effectué , comme l'indique la figure 13, par une manivelle, ou dans le cas d'une variante non illustrée, par un pédalier, dans une adaptation de la présente invention, à des véhicules à deux roues. Après la phase de lancement et de démarrage de ce dispositif selon l'invention, et après avoir atteint la valeur optimale du couple, on coupe le circuit électrique primaire fourni par la ou les batteries (10), pour commuter le circuit secondaire induit d'alimentation électrique du rotor, figure 4 du schéma électrique, sur position NC, vice versa, sur la position B/D, suivant la vitesse d'accélération et la puissance que l'on veut atteindre. La puissance et la vitesse de ce dispositif selon l'invention, sont conditionnés par plusieurs facteurs, inhérents et afférents à ses caractéristiques particulière et son fonctionnement: par le nombre de cylindres (1) constituants le rotor, par le volume et la surface des aimants perrnanents conditionnant leur puissance coercitive (3), par la puissance répulsive des électro-aimants (7) du stator, qui constituent les pôles du même sens que les aimants mobiles (4) ou masselottes des cylindres (1) suivant le rapport d'induction du rotor et de l'inertie des masses de ce rotor, selon les caractéristiques non limitatives du dispositif selon l'invention. Par l'amplitude des mouvements oscillants, définis par l'ensemble des caractéristiques selon les formes de réalisation du dispositif de cette invention, le poids de la masselotte magnétique (4) sera calculée en rapport avec les forces antagonistes du couple: - La force du flux répulsif des aimants permanents (3) aux extrémités du cylindre (1) du rotor, ceux-ci étant de même polarité que la masselotte (4) ou noyau magnétique mobile - La puissance mécanique de détente des ressorts compensateurs d'embouts (18), par la fréquence des mouvements alternatifs de va-et-vient de la masselotte magnétique (4), générateurs du courant induit dans les bobinages (5) du rotor. Cette action est relativisée par la vitesse de rotation, la force centrifuge et la compressibilité optimale du flux magnétique développée entre les pôles du noyau mobile (4) et les pôles du même sens des aimants permanents fixés à l'extrémité des cylindres (1). Cette action est illustrée par la figure 1. Tous ces facteurs sont également conditionnés par la longueur et le diamètre des cylindres (1) qui déterminent la course alternative du noyau mobile ou masselotte magnétique (4) ainsi que de l'importance des bobinages (5) entourant les cylindres (1) et leur calcul filiaire, générateurs du courant alimentant les électro- aimants (6) du stator. Dans la forme de réalisation non limitative, selon les figures 1-2 et 3, le dispositif est circonscrit et protégé par un carter (13) en métal ou matière amagnétique, qui comporte, dans sa partie périphérique, des encoches où sont disposés des électro-aimants (21) ainsi que des portecharbons (11), Dans les flasques (14) d'extrémités fermant le carter (13), sont disposés des roulements à billes ou des bagues auto-lubrifiantes formant les paliers (15) supportant l'embout d'un arbre de transmission (2) sur lequel sont disposés et fixés en étoile un certain nombre de cylindres (1) ainsi que des pales de ventilation (17) sur l'un des embouts de cet arbre (2) et un pignon d'entraînement (16) à l'autre embout de l'arbre (2). Selon une variante illustrée par la figure 13, un adaptateur (23) de manivelle peut être installé sur l'un des embouts de l'arbre (2) pour un démarrage manuel. Ce dispositif, selon l'invention, pourra être également remplacé par une variante non illustrée, destinée notamment aux véhicules à 2 roues, par un pédalier. Dans ce cas de figure, et selon ce mode particulier de réalisation, on verra commuter ce dispositif, selon l'invention, directement sur le circuit secondaire, par la position NC et B/D du commutateur (8), figure 4 du schéma électrique, sans avoir recours au circuit primaire alimenté par batteries (10) de démarrage comme c'est le cas pour le démarrage par batteries, en position NO et B/0 du commutateur général (8) Dans une variante illustrée par la figure 2 et selon les caractéristiques non limitatives de cette invention, les cylindres (1) ne comportent pas d'aimant permanent (3) fermant leur extrémité sur le plus grand rayon, et n'en conservent qu'un seul vers le centre du dispositif selon l'invention. Cette disposition implique un mode particulier de fonctionnement et de réalisation, qui diffèrent de ceux de la figure 1. Effectivement, sur le dispositif, selon l'invention de la figure 1, il existe des aimants permanents (3) fermant les deux extrémités du cylindre (1). La masselotte magnétique (4) se déplace, par conséquent, entre ces deux pôles, qui agissent par répulsions, et l'une des faces de l'aimant permanent (3) du grand rayon, se trouve, à chaque rotation du rotor face à l'un des pôles des électro-aimants (6) excités du stator. Il est donc nécessaire de découpler une partie hémisphérique du bobinage des électroaimants du stator (6) par le commutateur à quatre voies (8), ce qui permet au dispositif de l'électro-aimant du stator (23) de mettre hors de portée attractive le noyau en fer doux (7), par rétraction mécanique du ressort de rappel (23), figures 5 et 6. Ainsi, et selon la variante de la figure 2, et l'une des caractéristiques non limitatives de cette invention, la masselotte magnétique (4), pendant la rotation du rotor, est projetée en avant, l'élan étant proportionnel à sa masse et à la force centrifuge (MV2), vers les électro-aimants du stator. Ils sont excités par le courant induit des bobinages (5) du rotor (ou au démarrage par le courant des batteries (10) figure 4) et les pôles en opposition à chaque rotation étant du même sens, la masselotte magnétique (4) est repoussée dans le cylindre (1) vers l'intérieur, en franchissant, à chaque passage, le bobinage (5) entourant le cylindre (1) et produisant à chaque va-et-vient, par glissements rotatifs, le courant électrique induit, dit de Faraday . Ce dispositif, selon l'invention, permet une régulation automatique de la vitesse, conditionnée par les facteurs énumérés précédemment dans les chapitres du présent exposé technique. Cette variante de la figure 2 présente également des caractéristiques non limitatives de ce dispositif selon l'invention, à savoir: que les aimants permanents (3) fixés à l'extrémité des cylindres (1), n'existant pas dans cette variante de la figure 2, seul le noyau mobile ou masselotte magnétique (4) se trouve en opposition avec l'électro-aimant du stator (6) et (7) provoquant ainsi l'effet répulsif et rotatif du rotor, ainsi que l'effet de glissement magnétique du noyau mobile (4). Toutefois, le positionnement des masselottes magnétiques (4) dans leurs cylindres (1) à l'arrêt de ce dispositif selon l'invention n'implique pas de découpler une partie de l'alimentation des électro-aimants (6) du stator (comme dans la version figure 1 du dispositif selon l'invention), les masselottes magnétiques n'occupant à l'arrêt du rotor qu'un nombre restreint des pôles de son rayonnement. Dans la caractéristique de cette variante, on peut donc démarrer ce dispositif en commutant directement le commutateur (8) sur les pôles A et B pour l'alimentation complète des électro-aimants du stator (le basculement par excitation asymétrique du rotor n'étant pas nécessaire). L'une des variantes selon les caractéristiques non limitatives du dispositif selon l'invention, illustrée par les figures 7 et 8, permet de disposer les cylindres (1) diamétralement d'une seule pièce, en étoile, et non en rayon comme dans les figures 1 et 2, et par accouplement axial, soudés par entretoises (31) et reposant sur deux demi-arbres (30) positionnés dans le carter (13) sur deux roulements à billes ou bagues auto-lubrifiantes (15). Cette caractéristique permet l'utilisation de quatre bobinages (5) d'induction entourant chaque cylindre (1), ce qui permet d'augmenter théoriquement la puissance électrique induite, en doublant le noyau mobile (4) dans chaque cylindre (1). Une variante illustrée par la figure 14 illustre, selon les caractéristiques non limitatives de ce dispositif selon l'invention, une roue motrice génératrice (26). Ce dispositif utilise uniquement l'induction électrique des bobinages (5) dont la conduction assure le renforcement du potentiel électrique du stator, par l'intermédiaire de deux bagues collectrices (12), figures 14 et 15. Cette roue motrice (26) est équipée d'une jante (27) sur laquelle les rayons ( constitués par les cylindres (1)) sont fixés. Ces rayons comportent à leur extrémité, vers le moyeu (26) des tampons de caoutchouc synthétique (19) à haute résistance, et à leur autre extrémité, vers la jante (27) des ressorts amortisseurs (18). Le courant électrique induit par ce dispositif, selon l'invention, dans ces caractéristiques non limitatives des figures 14 et 15, est collecté par des porte-charbons (11) situés dans le carter (13) du dispositif auquel est (ou sont) accolée la (ou les) roue génératrice motrice (26). Ces porte-charbons (11) sont directement branchés par dérivation sur le circuit d'alimentation électrique des bobinages du stator (électroaimants (6)) par un connecteur (34), figure 16. Une variante, selon les caractéristiques non limitatives de cette invention, est illustrée par la figure 16, et représente un dispositif pouvant être complémentairement accessoire au dispositif de cette invention (33). Cette variante est un dispositif destiné à réguler l'énergie cinétique, en neutralisant en partie, l'effet de freinage du point mort haut du rotor, en provoquant, par l'asymétrie de sa conception (par rapport à celle du rotor) un contre-poids au balourd de recul des masselottes magnétiques (4) contenues dans les cylindres (1) du dispositif selon l'invention, contre-balançant leur effet d'inertie. Ce dispositif (33) selon des caractéristiques non limitatives de cette invention, est conçu pour être accessoirement fixé aux extrémités du rotor, dont il peut faire partie intégrante. Le courant induit dans les cylindres (1) par les bobinages (5) excités par la masselotte magnétique (4) est envoyé directement dans le circuit d'alimentation des électroaimants (6) du stator, par une dérivation sur le circuit électrique (non illustré) du schéma électrique de la figure 4. Les variantes, figures 9-10-11 et 12, selon des modes particuliers de réalisations et des caractéristiques non limitatives du dispositif de cette invention, concernent uniquement différents équipements des cylindres (1) du rotor. La figure 9 représente le cylindre (1) avec sa masselotte magnétique (4), les bobinages inducteurs(5), les aimants permanents d'embouts (3) et dans ce cas de figure, deux ressorts (20) en métal amagnétique ou diamagnétique amortissent les effets de glissements du noyau mobile (4) ou masselotte magnétique, tout en accentuant le mouvement de va-et-vient rotatif. La figure 10 représente le même dispositif d'équipements du cylindre (1) avec noyau mobile (4), bobinage inducteur (5) et aimants permanents d'embouts (3). Seuls les ressorts amortisseurs sont remplacés par des butées en caoutchouc synthétique (19). Enfin, les figures 11 et 12 représentent selon un mode particulier de réalisation du dispositif de cette invention, un cylindre (1) équipé d'un bobinage inducteur (5) et de deux aimants permanents d'embouts. La différenciation des cylindres selon les figures 11 et 12 réside dans un ressort lamellé (20) en métal diamagnétique qui, dans sa phase de détente, figure 11, permet le passage du flux magnétique des polarités, qui, dans ce seul cas de figure, peuvent être attractives et non répulsives, comme dans les autres cas de figures représentées. La figure 12 représente la figure 11 avec le ressort lamellé (20) en compression et formant un écran au flux attractif des pôles de l'aimant permanent (3) fixé à l'embout du cylindre et celui du noyau mobile (4). Ceci permet à cette masselotte (4) de reprendre grâce à sa masse et aux mouvements alternatifs rotatifs de glissements, ses inductions magnétiques dans les bobinages (5) qui entourent les cylindres (1). Le dispositif selon l'invention peut également permettre de recharger automatiquement la ou les batteries de démarrage et d'appoint, simultanément à ses fonctions électromotrices, en évitant îles surcharges, par un régulateur (9) connecté sur le circuit, figure 4 du schéma électrique. Ce dispositif, selon l'invention, est destiné à générer une force électromagnéto-motrice non polluante, qui se substituera ou sera complémentaire aux 20 dispositifs actuels. REVENDICATIONS Moteurs-Génénateun à éneag.ie é.tectno-Magnéto-Cinétique compensée à képu. L6.Lon. 1) Dispositif de production d'énergie électromotrice, caractérisé en ce qu'il comporte un rotor de cylindres (1) montés en étoile, générateurs d'électricité induite. 2) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé en ce que le courant induit par le rotor est transporté par des balais (11) en graphite sur des bagues collectrices (12) du rotor, sur lesquelles sont connectés les bobinages. 3) Dispositif selon les revendications 1) et 2) caractérisé en ce que les masselottes (ou noyaux magnétiques) ont une fonction magnéto-dynamique et une fonction de régulation cinétique par l'utilisation simultanée et compensatrice de trois énergies: le flux magnétique, l'électricité et la cinétique. 4) Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes caractérisé en ce que le courant produit par les cylindres (1) du rotor alimente les bobines d'excitation du stator, qui par réversibilité (fig 5/9) peuvent à leur tour exciter les bobines du rotor (5) au démarrage ou contribuer au freinage du dispositif. 5) Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes qui permet de disposer d'une puissance accrue en multipliant les cylindres (1) générateurs du rotor, ou leur volume magnétique et leur inertie cinétique. 6) Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes qui permet par inversion des circuits A et B (figures 1 /9 et 5/9) d'inverser le sens de rotation. 7) Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes en variante selon la figure 6/9 (18) caractérisé en ce que les ressorts en métal diamagnétique seront placés aux extrémités de l'intérieur du cylindre (1) ; Ce dispositif compense les effets de la force centrifuge sur les mouvements alternatifs du noyau central (4) (masselotte), tout en accélérant l'effet de répulsion. 8) Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes mais en variante selon la figure 9/9 caractérisé en ce que le ressort lamellé (18) en métal diamagnétique sera placé en partie haute du cylindre (1) et fournira en compression un écran au flux magnétique qui pourra être éventuellement inversé. 9) Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes, caractérisé par un mode particulier de réalisation en ce que les cylindres (1) constituent les rayons d'une roue génératrice-motrice (26) figure 14 dont le courant induit par les bobinages connectés en série sur deux bagues collectrices (12) attenant aux rayons (1) alimente le dispositif de base figures 1-2-3 par un connecteur électrique (34). Dans le cas de la figure 15, où deux de ces roues génératrices motrices (26) sont accolées au dispositif de base figures 1-2-3. 10)Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes, caractérisé en ce que les batteries (10) fournissant le courant au démarrage de ce dispositif selon l'invention, peuvent être rechargées en permanence, figure 4 du schéma électrique. 11)Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes caractérisé par une variante selon les figures 7 et 8, en ce que les cylindres (1) sont diamétralement disposés en étoile, et non plus en rayon comme dans le dispositif de base (figures 1-2-3). Ceci permet de disposer un bobinage (5) en double sur toute la longueur du cylindre et également d'introduire une deuxième masselotte (4) (ou noyau magnétique). Ces noyaux magnétiques étant polarisés du même sens, accentueront les mouvements alternatifs au travers des bobinages inducteurs. 12) Dispositif selon l'une des quelconques revendications précédentes, caractérisé par un mode particulier d'adaptation d'un accessoire (33) destiné à contrebalancer au démarrage et en cours de fonctionnement. L'effet de balourd des masselottes en équilibre, l'asymétrie de ces masses en présence permettant un certain élan cinétique.