Brevet FR2901916A1 — publié le 20071207

La présente invention concerne un dispositif pour associer en série des éléments de thermocouples, soudures chaudes, et soudures froides, pour que les forces électromotrices de chacun de ces thermocouples s'ajoutent, en vu d'obtenir une force électromotrice finale qui soit de valeur industrielle. La grande application des thermocouples est la mesure des températures de toutes valeurs mais l'obtention de courant industriel par les thermocouples n'a jamais été concrétisée à ce jour et c'est l'objet de la présente invention. Le dispositif selon l'invention permet d'obtenir ce résultat. Il comporte à cet effet selon une première caractéristique, un élément de thermocouple qui peut prendre plusieurs formes suivant le courant recherché, constitué par une soudure chaude et une jonction froide entre les deux constituants du thermocouple, effectuée par un condensateur. Ce montage est utilisé pour de faibles intensités. En parallèle avec les métaux constituant le thermocouple et pour éviter leur trop grande résistance, une dérivation constituée par un métal neutre au point de vu thermocouple, aluminium par exemple, est installée entre la soudure chaude et la jonction froide du condensateur. Ce dernier circuit n'est toutefois pas indispensable et convient pour des applications plus importantes, énergie solaire par exemple. Si, par contre, on doit économiser la chaleur à la source chaude, on place dans les circuits de dérivation un ou deux condensateurs pour couper la circulation des calories entre le chaud et le froid. Mais alors, il faut agir en alternatif. Cet ensemble métaux, soudures chaude et froide et condensateur, constitue ce que nous appellerons : un élément. SI cet élément est en fonctionnement; ù différence de température entre les soudures froide et chaude ù le condensateur sera chargé. En prenant plusieurs éléments séparés, dont les soudures chaudes sont placées dans une chambre de chauffe isolée avec une paroi transparente dans le cas d'un chauffage solaire et radial, chaque condensateur se chargera séparément, et comme ces condensateurs sont couplés en série, leurs forces électromotrices s'ajouteront. Les plaques en fer, constantan et métal neutre qui constituent la soudure chaude sont représentées légèrement séparées les unes des autres pour clarté des dessins, en séparant les différents éléments, mais en réalité, elles sont de surface importante et soudées ou très serrées les unes avec les autres pour diminuer au maximum les résistances de contact. En reliant alors tous les condensateurs en série, le pôle positif de l'un avec le pôle négatif du suivant, les soudures chaudes restant indépendantes les unes des autres, bien qu'étant ou non placées dans des ambiances différentes, les condensateurs seront chargés séparément, mais leurs forces électromotrices de charge s'ajouteront, puisqu'ils sont en série. Le nombre d'éléments n'est pas limité_ Les sections de chacun de ces circuits et des plaques doivent être évaluées en fonction de l'intensité du courant que l'on souhaite obtenir et du potentiel produit. Les dessins annexés illustrent l'invention : La Figure 1 représente le dispositif de l'invention en ce qui concerne l'élément constitutif le plus simple, La figure 2 représente le même élément que la figure 1 auquel on a ajouté les deux dérivations, La figure 3 représente la figure 2 à laquelle on a ajouté deux condensateurs, un dans chaque dérivation, La figure 4 représente différents éléments de la figure 3, assemblés en série. Ce que nous allons décrire est relatif à un couple fer-constantan mais est applicable à tous les couples de thermocouples quelle que soit la nature des constituants. Dans l'un et l'autre cas, un condensateur est branché entre les deux constituants dans la partie froide du circuit thermocouple. En référence à ces dessins, le dispositif comporte un élément figure 1, constitutif du système, composé de : une plaque fer (1) prolongée par un conducteur en fer (5) et d'une plaque (2) en constantan prolongée par un conducteur (6) en constantan. En parallèle avec chacun de ces conducteurs (1) plus (5) d'une part, et (2) plus (6) d'autre part, on place respectivement deux circuits , plaque (3) et conducteur (7) d'une part et plaque (4) et conducteur (8) d'autre part, en métal neutre au point de vu thermocouple, aluminium par exemple. Les conducteurs (5) et (7) se rejoignent en un point de jonction (9), et les conducteurs (6) et (8) en (10). Ces deux points de jonction sont eux-mêmes reliés à un condensateur (12) par des conducteurs (13) et (26). Les plaques (1), (2), (3) et (4) qui constituent la soudure chaude sont placées à l'intérieur d'une chambre de chauffe (14) fermée et isolée par une cloison (15) comportant une face transparente dans le cas d'un chauffage solaire ou radiations quelconques. La figure 4 représente plusieurs de ces éléments placés en série soit par un point commun (22), soit par un conducteur (11), de telle sorte que chaque pôle positif de ces condensateurs soit relié au pôle négatif du condensateur suivant, ou vice-versa. Le nombre d'éléments mis en série, ainsi que le nombre de séries mises en parallèle ne sont pas limitatifs. Si l'on élève la température dans la chambre de chauffe (14) tout en aérant ou même en ventilant les espaces (25) entre les éléments, une force électromotrice prendra naissance dans chaque élément qui chargera son condensateur, et comme les condensateurs sont tous en série, entre (16) et (17) on récoltera la somme des forces électromotrices de chaque élément en courant continu. Pour obtenir un courant alternatif, on branche aux bornes (16) et (17) un ensemble connu : rupteur, self , condensateur. Selon une variante non illustrée le même montage peut s'effectuer avec des thermocouples fer-constantan et cuivre-constantan montés en opposition. La force électromotrice est alors sensiblement multipliée par deux. A titre d'exemple non limitatif, un générateur de 8 KW ne dépassera pas 10 Kilogrammes et survivra à 30 années de service. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné au chauffage, à l'éclairage, à la traction ù du cyclomoteur au camion-, et à la transformation des énergies calorifiques, surtout solaires, en énergies électriques.25 REVENDICATIONS 1)Dispositif pour brancher des thermocouples en série et produire ainsi de l'électricité caractérisé en ce que l'énergie produite dans chaque élément est accumulée dans un condensateur (12) et que ces condensateurs (12) placés en série, permettent de sortir la somme des forces électromotrices des différents éléments. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments mis en série sont constitués de plaques (1), (2), (3) et (4) soudées ou serrées, et de quatre conducteurs placés deux par deux en parallèle, en (5) et (7) d'une part, et (6) et (8) d'autre part, comportant ou non des condensateurs (18) et (19), reliés entre eux dans la partie froide par des condensateurs (12).