Brevet FR2894405A1 — publié le 20070608

-1- La présente invention concerne un dispositif pour produire de l'énergie mécanique pouvant être transformée en courant électrique à partir de 4 moteurs de type "à air chaud". De nombreux moteurs fonctionnant avec la même technologie 5 sont conçus pour "tourner" avec du fuel, du bois, du carburant d'origine végétale ou du gaz naturel. Ces différents combustibles, outre le fait que certains, comme le fuel et le gaz ne sont pas inépuisables et d'un coût de plus en plus cher, avec un degré de dangerosité très élevé, tous nécessitent une source 10 d'approvisionnement et un stockage appropriés. Ce dispositif, au contraire, rentrant dans la catégorie "à air chaud" peut être considéré, comme "propre" puisque fonctionnant à l'énergie solaire, source d'énergie inépuisable et ne polluant absolument pas. Il comporte aussi d'autres avantages : un 15 fonctionnement silencieux, pratiquement sans vibrations, une usure à peu près nulle, puisqu'aucune substance corrosive ne vient l'attaquer. Description Générale : Le dispositif appelé " Moteur électrique à air chaud et à pistons " selon l'invention permet de remédier aux inconvénients cités plus haut 20 concernant la pollution. Ce dispositif, constitué de 4 moteurs placés en ligne comporte en effet selon une première caractéristique, la particularité d'être branché à des panneaux photovoltaïques, qui, reliés à un système de régulation électronique, alimentent en permanence en énergie la batterie (par 25 exemple de 12 volts) servant à alimenter les résistances électriques situées à l'extrémité chaude des cylindres, de manière à les chauffer. Pour abaisser la température de la partie froide et augmenter le rendement, le système a besoin d'un ventilateur, branché sur la batterie, servant à envoyer de l'air dans une tubulure permettant d'abaisser la 30 température initiale de cette partie froide. De nombreuses expériences sur les panneaux photovoltaïques ont démontré, malgré un temps couvert, que la réverbération continuait à apporter de l'énergie à ces panneaux. Chaque mètre carré reçoit en moyenne entre 2 et 3 kWh par jour en Europe du Nord. 2894405 -2- Seconde caractéristique, ce dispositif a été conçu selon les principes de robustesse et de simplicité de fonctionnement des moteurs à explosion classiques. Il possède 4 pistons moteurs (associés chacun avec une bielle et un cylindre), placés "en ligne". Une armoire spéciale renferme renferme le dispositif sauf les courroies de transmission reliée à l'alternateur. Les 2 volants à inertie sont placés de chaque côté de l'armoire. La pression maxi à l'intérieur des cylindres est de 76 g/cm2. Pour utiliser cette énorme pression, il faudra construire les moteurs proprement dits, de taille industrielle, sans fuite, sans friction et avec de l'acier "stub" (acier rectifié autolubrifiant). Chaque cylindre contient un déplaceur. Le cylindre a un rôle très important dans le moteur à air chaud, il améliore considérablement le rendement du moteur, il sert à stocker les calories du gaz dans son transfert chaud / froid et à les restituer dans le parcours de retour froid / chaud, mais il ne doit pas freiner le passage du gaz, avoir le moins d'espace libre possible, avoir une grande surface en contact avec le gaz et être dans une matière bonne conductrice. Le jeu entre le cylindre et le déplaceur est important. Avec moins de 0,3 mm, le gaz a du mal à passer et freine le moteur, avec plus de 1 mm, le gaz n'a pas assez de contact pour échanger ses calories. Les limites sont entre 0,5 à 0,8 mm. Le rendement du dispositif est fonction du oT (différence de température du gaz). Pour un moteur à air chaud avec un système de chauffage dit "classique" (alcool à brûler), la température chaude est de 750 C. Avec ce système de chauffage, la température peut être plus élevée (le filament d'une lampe à incandescence en fonctionnement peut atteindre 3.000 C). De même pour la température de la partie froide, sans système de refroidissement, celle-ci peut être de 40 C. Avec le système de refroidissement, cette température peut descendre de plusieurs degrés. Le déplaceur reçoit toutes les calories. Il doit être le plus léger possible. Il devra être fabriqué avec des matériaux pouvant supporter 700 à 800 C, en acier (2 à 5/10) ou inox et rempli de laine de kaolin ou de verre. 2894405 -3- oT (différence de température) > + ou - 700 C cadence moyenne > 1.500 tours/min puissance sortie > 75 KW rendement > 35 % 5 Description détaillée : Les dessins annexés illustrent l'invention. La figure 1 représente en coupe, le dispositif de l'invention. La figure 2 représente le dispositif de face. 10 En référence à ces dessins, le dispositif comporte des panneaux photovoltaïques (1) alimentant en courant électrique régulé par un système électronique (2) une batterie 12 volts (3) qui délivre la tension nécessaire pour obtenir le fonctionnement de résistances électriques (4) situées au bout des 4 cylindres (7) dans la partie chaude. La surface de 15 chauffe est constituée d'une multitude de petits tubes (5) afin d'avoir le maximum d'échange thermique. La chaleur produite permet de chauffer l'air contenu dans ces 4 cylindres (7) qui propulsent les 4 déplaceurs (6) dans un mouvement de va et vient. Les 4 pistons moteurs (8) situés dans la partie froide entraînent 20 par l'intermédiaire des bielles (9, 12) et des manetons (10) les 4 déplaceurs (6), ainsi que les 2 volants à inertie (11) qui provoquent l'entraînement des 2 courroies de transmission (13) pouvant aller s'accoupler à un alternateur (14). L'aération du dispositif (15) se situe au dessus des 4 bielles (9). 25 L'armoire spéciale (16) renferme le dispositif sauf les 2 courroies de transmission (13) reliées à l'alternateur (14). Le champ d'applications est vaste. Parmi celles qui sont les plus crédibles, il convient de citer : - La production d'électricité en zone rurale. Il y a actuellement 30 un créneau important dans un domaine de puissance à partir de 0,5 MWe. 2894405 -4- - La production d'électricité à basse puissance et / ou de force pour besoins locaux : campings, bâtiments isolés, marchés, travaux publics, bateaux de plaisance... Les concurrents immédiats du moteur à air chaud pour de telles applications sont les moteurs à combustion 5 interne, les éoliennes ou encore le photovoltaïque (employé seul). Dans un domaine plus sélectif, le dispositif selon l'invention pouvant servir de complément au réseau existant est particulièrement destiné aux artisans, petites entreprises (force, éclairage) et surtout aux grandes surfaces ayant de grandes consommations de courant électrique 10 pour l'éclairage. Les avantages de ce dispositif sont sa robustesse, son entretien quasiment nul et sa simplicité d'utilisation face aux grandes installations des fournisseurs d'électricité, souvent à l'extérieur de l'entreprise, et qui nécessitent de très grosses logisitiques. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour produire une énergie mécanique à partir de moteurs de type "à air chaud" caractérisé en ce qu'il comporte des panneaux photovoltaïques (1) reliés à un système de régulation électronique (2) puis à une batterie (3) fournissant la tension suffisante pour alimenter les résistances situées dans le cylindre des moteurs à air chaud, et une sortie de force reliée par une transmission aux déplaceurs des dits moteurs. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque cylindre comporte une résistance électrique. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte 4 moteurs de type "à air chaud" placés "en ligne". 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte 4 pistons moteurs (8), et 4 cylindres (6), placés "en ligne" avec une aération tout autour de chaque piston moteur (8), et au dessus (15) des arbres de transmission (9), avec une évacuation de l'air (19) et une armoire (16) qui renferme le dispositif sauf les courroies de transmission (13) reliées à l'alternateur (14) ; et en ce que 2 volants à inertie (11) sont placés de chaque côté de l'armoire. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la sortie de force est reliée à un alternateur (14).