Brevet FR2920526A1 — publié le 20090306

-1- La présente invention concerne un dispositif de production d'eau chaude sanitaire. Le principe du dispositif se base sur les propriétés d'échauffement de la matière à l'issue d'un frottement. Pour fonctionner, le dispositif doit être couplé à une source d'énergie mécanique extérieure. Cette source d'énergie peut être de différentes natures ; cependant, afin de lutter contre les émissions de gaz à effet de serre, le dispositif est particulièrement destiné à fonctionner avec une source d'énergie renouvelable telle que celle fournie à titre non limitatif par une éolienne ou une roue à eau. Pouvant être réalisé à n'importe quelle échelle, en fonction de la source d'énergie mécanique extérieure utilisée et en fonction de la quantité d'eau chaude désirée, le dispositif selon l'invention comporte selon une première caractéristique un cylindre central (dont la base biseautée repose sur un roulement à billes). Ce cylindre possède au centre de son sommet un axe dans le prolongement de sa hauteur, appelé axe d'entraînement du dispositif. Le cylindre peut être recouvert d'une matière qui résiste à l'échauffement. Ce cylindre est inséré au centre du dispositif entre deux demi cylindres. Ces deux demi cylindres sont reliés à la structure principale du dispositif par des pattes de fixation réglables en longueur par un système à deux pas de vis inversés par exemple, et sont reliés ensemble par un système de serrage par un assemblage pattes de fixation et écrou/boulon. Ces deux demi cylindres jouent un double rôle : guider et contraindre la rotation du cylindre central. Dans sa partie interne, chaque demi cylindre, est en contact avec la matière qui recouvre le cylindre principal, matière qui favorise leur échauffement (lieu de 25 l'échauffement). Dans sa partie externe, chaque demi cylindre est parcouru d'un tuyau en serpentin. Une partie de la paroi du tuyau (serpentin) est directement en contact avec la paroi extérieure du demi cylindre (lieu d'échange thermique). La structure principale accueille l'ensemble du dispositif. Elle doit être 30 scellée. Elle permet à l'ensemble du dispositif de rester en place, elle accueille dans sa partie basse le roulement à billes sur lequel est disposé le cylindre central, elle permet aux deux demi cylindres de rester fixes, elle permet également le réglage du -2- serrage des deux demi cylindres sur le cylindre principal. Elle a également pour rôle d'isoler le dispositif au niveau calorique et phonique ; elle dispose dans sa partie haute d'un couvercle amovible (trappe de visite). Sa forme peut être quelconque du moment qu'elle lui permette de remplir les conditions citées précédemment. Lorsque le dispositif est couplé à une source d'énergie mécanique telle que celle offerte par une éolienne démultipliée par exemple, le cylindre central se met en rotation sur son axe et sur le roulement à billes. Il crée ainsi un frottement sur les deux demi cylindres qui l'enserrent. Les pattes de fixation qui relient les deux demi cylindres à la structure principale, ainsi que le système de serrage qui relie les deux demi cylindres entre eux, permettent de régler la contrainte de frottement, en fonction de la source d'énergie utilisée, et en fonction du niveau de frottement désiré. La chaleur générée par ce frottement est récupérée au niveau des deux demi cylindres (fixes) par les serpentins. Ces derniers peuvent être reliés par thermo-syphon à un ballon accumulateur, par exemple, ou à une structure de chauffage (plancher chauffant, radiateurs,...). Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné au chauffage de l'eau sanitaire. Selon des modes particuliers de réalisation : - Le cylindre central peut avoir une base biseautée. - La base biseautée du cylindre central peut reposer sur un roulement à billes. - Un axe d'entraînement peut prolonger le cylindre central au centre de son sommet. - Le cylindre central peut tourner sur lui-même. - Le cylindre central peut être recouvert d'une matière protectrice qui l'empêche de s'échauffer et prévient son usure. - Lors de la rotation du cylindre central, la matière qui recouvre le cylindre central peut permettre et optimiser l'échauffement de la matière dont sont constitués les demi cylindres. - Le cylindre central peut être inséré à l'intérieur des deux demi cylindres. - Les deux demi cylindres peuvent être serrés ensemble par des pattes de serrage et un assemblage écrou/boulon, autour du cylindre central, contraignant ainsi la rotation de ce dernier. -3- - Chaque demi cylindre peut être fixé à la structure principale par des pattes de fixation. - Les pattes de fixation reliant les demi cylindres à la structure principale peuvent être réglables en longueur par un système à deux pas de vis inversés. - La structure principale peut accueillir un roulement à billes sur lequel le cylindre central peut reposer. - Chaque demi cylindre peut être recouvert à l'extérieur d'un tuyau disposé en serpentin. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente en coupe, le dispositif de l'invention. La figure 2 représente un demi cylindre. En référence à ces dessins, le dispositif comporte une structure principale (1), à laquelle sont fixés par des pattes de fixation réglables en longueur (2) deux demi cylindres (3) ; eux-mêmes reliés ensemble par des pattes de serrage (4) et un assemblage écrou/boulon. A l'intérieur des deux demi cylindres est inséré le cylindre central (5) recouvert d'une matière protectrice (6) qui limite son échauffement et son usure, ce cylindre central (5) peut avoir une base biseautée (7) qui lui permet de reposer sur un roulement à billes (8) fixé sur la structure principale (1) afin d'assurer une rotation toujours dans l'axe vertical. Lorsque l'axe central (9) qui prolonge le cylindre central (5) dans sa hauteur (axe d'entraînement du dispositif) est entraîné par une source extérieure d'énergie telle que celle fournie, par exemple, par une éolienne, le cylindre central se met en rotation sur son axe. Les deux demi cylindres (3) en contact avec le revêtement du cylindre central (6) sont alors échauffés par le frottement, lequel frottement est dosé à la fois par le réglage du serrage des deux demi cylindres entre eux (4) et par le réglage de la longueur des pattes de fixation (2) reliant les demi cylindres (3) à la structure principale (1). Ce frottement génère un échauffement de la matière dont les demi cylindres (3) sont constitués. La chaleur due à cet échauffement est récupérée par les tuyaux en serpentin (10) qui bordent les demi cylindres (3), l'eau chaude ainsi produite peut être ensuite stockée (par exemple dans un ballon accumulateur) ou utilisée directement (plancher chauffant, eau chaude sanitaire, ...). Revendications 1) Dispositif de production d'eau chaude par frottement, caractérisé en ce qu'il comporte une structure principale (1) accueillant en son coeur un cylindre central (5) qui est recouvert d'une matière qui optimise l'échauffement (6) et dont la base biseautée (7) repose sur un roulement à billes (8), lequel cylindre est enserré à l'intérieur de deux demi cylindres (3) qui sont reliés à la structure principale par des pattes de fixations (2) réglables en longueur et reliés entre eux par un système d'assemblage (4), et dont la paroi extérieure est parcourue par un tuyau en forme de serpentin (10) qui récupère la chaleur produite par le frottement du cylindre central (5) sur les deux demi cylindres (3) lorsque l'axe central (9) est entraîné par une source d'énergie extérieure. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le cylindre central (5) possède au centre de son sommet un axe prolongeant sa hauteur (9). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le cylindre central (5), une fois entraîné par son axe d'entraînement (9), tourne sur lui-même et dans l'axe vertical. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que deux demi cylindres (3) qui sont reliés ensemble par un système de serrage (4) enserrent le cylindre central (5) dans le double but de le guider et de contraindre sa rotation pour produire un échauffement par frottement. 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que chaque demi cylindre (3) est recouvert d'un tuyau disposé en serpentin (10) constituant une zone d'échange thermique pouvant être reliée à un circuit de stockage ou d'utilisation de l'eau chaude. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'ensemble du dispositif est disposé au centre d'une structure principale (1) scellée et munie d'un couvercle amovible. 7) Dispositif selon les revendications 1 et 6 caractérisé en ce que la base de la structure principale (1) accueille le roulement à billes (8) sur lequel repose le cylindre central (5).