Brevet FR2931520A1 — publié le 20091127

Cette invention est conçue pour une fabrication en grandeur industrielle pour une énergie électrique par un � MOULIN A ENERGIE ELECTRIQUE AUTONOME PROPRE ET RENOUVELABLE �. Tout ceci fonctionne avec de l'eau (21) du ruisseau, fleuve ou autre. L'énergie électrique est traditionnellement apportée par EDF, le nucléaire, la biomasse, la géothermie, l'éolienne, le solaire, etc ... Il existe déjà des moulins à farine, à huile, à papeterie etc.. qui fonctionnent avec la poussée du débit du ruisseau, fleuve etc..., mais ces moulins ont une limite de vitesse et puissance car la vitesse du fleuve à une limite. Mon système est conçu d'une telle manière que l'on peut augmenter la puissance et la vitesse du débit du fleuve ou ruisseau (25) par une trappe (22) et une pompe naturelle (8) qui fonctionne sans énergie en ouvrant la trappe d'eau qui réduit ou augmente le débit à la vitesse désirée de sortie de la pompe (Fig. 2). En ce qui concerne le fonctionnement de ce moulin, il pourrait se faire en plusieurs façons en développant plus ou moins d'énergie suivant la façon du fonctionnement choisi. - En choisissant une chute d'eau qui fait tourner un générateur, ce générateur alimente une pompe qui refoule l'eau en amont à une certaine hauteur et cette eau redescendant dans des canalisations (23) conçues à cet effet alimente un générateur qui fournit l'énergie électrique. Premier inconvénient : la pompe qui refoule l'eau en amont lui faut 40 % d'énergie que le générateur produit et ainsi ce système bénéficiera de cette énergie à 60 % ; travail déjà existant dans des barrages ou autre (vu à la télévision). - En choisissant une énergie en circuit fermé telle est mon invention en petite dimension, l'alternateur qui fournit l'énergie doit aussi utiliser une partie de cette énergie pour alimenter une pompe qui refoule l'eau en haut du moulin à 2m 30 mais cette force d'énergie grâce à la grande puissance du moulin pourrait alimenter la pompe avec le moindre effort, force qui pourrait être agrandi en augmentant la grandeur des récipients ou 0 des roues pour avoir une chute plus importante malgré qu'il faudrait une pompe plus puissante. - Le fait est que l'on aurait aussi une perte d'énergie pour le fonctionnement de la pompe mais il y aurait un avantage car on pourrait fabriquer ce système à n'importe quel endroit étant donné qu'il est en circuit fermé, propre et renouvelable sans avoir besoin de ruisseau ou fleuve. - En choisissant dans mon invention à petite dimension : Alimenter la pompe avec une prise EDF . A ce stade, l'intégralité de l'énergie fournie par un ou plusieurs alternateurs, la totalité d'énergie sera utilisée à 100 % mais il n'empêche qu'il y aura une perte financière pour avoir utilisé une énergie EDF pour alimenter la pompe. - En choisissant la fabrication de mon invention de manière industrielle (Fig. 2) : Fabrication d'un moulin de 0 40 m dans des endroits ou il y aurait de rivières, ruisseaux ou fleuves (25). L'avantage de ces endroits serait que je n'aurais plus besoin d'énergie électrique pour faire fonctionner une pompe qui refoule l'eau à 35 m de hauteur pour alimenter les récipients (9) du moulin et pour qu'elle prenne l'eau (21) en amont grâce à la canalisation (23), beaucoup plus haut que la hauteur du moulin (fig.2) avec petit barrage (26) pour eau propre débit fleuve 1000 l/sec. A ce moment, la puissance de la roue du moulin très puissante pourrait faire tourner 10, 20, 30 et plus alternateurs à la fois comme la grandeur des alternateurs des éoliennes suivant la grandeur et puissance choisie du moulin. La fabrication de ce moulin pourrait être multipliée dans chaque cours d'eau ou fleuve grâce à la roue du moulin puissante avec les récipients . Exemple de calculs et puissance de la roue du moulin. Comme tout le monde le sait c'est que lorsque l'on fait levier avec une barre à mine, on peut soulever des tonnes de poids avec le moindre effort. Il n'y a pas de douleurs 25 lombaires, pas d'effort sur la colonne vertébrale, etc... (fig.3) Hors, la barre à mine représente le rayon d'un cercle et sa pointe, le centre d'un cercle donc l'axe du cercle. Je me suis penché sur cet exemple pour trouver une solution que je pourrai utiliser à des fins utiles. C'est ainsi qu'il m'est venu l'idée de trouver la solution d'utiliser une roue (aussi une invention que l'on dirait banale mais très utile et importante) et faire un lien avec la barre à mine. Je me rendais compte qu'à l'extrémité de la barre à mine (le rayon) et seulement avec ce rayon, la force produite était déjà extrêmement grande ; des tonnes de poids pouvant être soulevées. Je m'encourageais donc à penser que dans cet axe je pouvais en sortir une force énorme et c'est à partir de ce moment que je commençais à avancer dans cette direction pour approfondir mon idée et en faire émerger mon projet d'invention. Avec le rayon de la barre à mine, il fallait trouver la solution d'intégrer une roue à celle-ci et l'idée m'est ainsi venue. J'ai pris une planche de 2 m de long en la mettant en équilibre sur son centre telle une balance (fig. 3). La planche en équilibre, représente le 0 d'un cercle à l'arrêt Ce que je veux démontrer est le poids que j'exercerai au centre de la planche (qui serait le centre de la roue qui produit l'effort). Pour cela, je dois chercher : Selon la formule des barycentres, le système est à l'équilibre lorsque le produit du poids par la distance est la même à gauche corne à droite. Autrement dit on doit avoir l'égalité (fig. 3). Sur le côté gauche de la planche, il y a un poids de 1 kg placé à 1 m du centre de la planche, sur le côté droite il y a un poids de p kg placé à une distance de d mètres de la planche (p est donc le poids exprimé en kg et d la distance exprimée en mètre). p x d = 1 x 1; c'est-à-dire p x d=1 Si le poids p est placé à une distance de 10 cm du centre, on a donc : d = 0,1 (car 10cm=0,lm) et donc le poids p doit vérifier : p x 0,1=1 et donc en divisant chacun des deux membres de l'égalité par 0,1, on obtient : p = 1/0,1, c'est-à-dire p : = 10. Il faut donc placer 10 kg à une distance de 10 cm du centre de la planche pour que le système soit en équilibre. A ce point pour une planche de 2 m, s'il me faut une force de 10 kg au centre de la planche pour avoir l'équilibre de la planche, sur le côté de la planche (qui serait le 0 de la roue), je poserai un poids de 2 kg au lieu de 1 kg pour faire tourner la roue ou descendre la planche. Ce mouvement multiplié par la grandeur industrielle d'un moulin de 0 40 m (comme une planche de 40 m en équilibre), procurera une force inimaginable à son centre comme celle d'une barre à mine. Calculs : p x d = 500 kg x 20 m ; c'est-à-dire pxd=: 10 000 kg Si le point p est placé à une distance de 10 cm du centre, on a donc : d = 0,1 (car 10 cm = 0,1 m) et donc, le point p doit vérifier : p x 0,1 = 10 000 kg et donc en divisant chacun des deux membres de l'égalité par 0,1 on obtient : p = 10 000 / 0,1 = 100 000 kg c'est-à-dire p : = 100 000 kg = 100 T. Il faut donc placer 100 T à une distance de 10 cm de l'axe pour que le système soit en équilibre (l'axe du moulin de 0 40 m fait J.0 cm 0 et donc cette force est créée au centre de l'axe pour avoir un équilibre avec les 500 1 ou les 500 kg que j'aurai dans le récipient ; à ce moment, il suffit que je remplisse le récipient à 600, 700 ou 1000 1 réglé par la trappe (22), c'est alors que j'aurais une force incroyable avec ce moulin.) L'explication du fonctionnement de la roue du moulin de 0 40 m (en grande dimension) est identique à celle du moulin en petite dimension sauf à la différence près est que ce serait la pompe naturelle (8) qui apporte l'eau en haut du moulin qui se ferait sans énergie électrique et beaucoup plus avantageuse. Si ce système était mis dans la fabrication de mon invention on pourrait réaliser une énergie renouvelable à volonté sans limite de construction, très efficace, non dangereuse, non polluante et particulièrement énergie propre et renouvelable. Celle en petite dimension que je vous présente (Fig. 1) est seulement pour vous montrer son fonctionnement.30 ENERGIE EN PETITE DIMENSION Une seule roue en petite et moyenne dimension n'est pas suffisante, car elle n'a pas assez de poids et de force pour faire tourner la machine. Pour cela, mon invention (FIG.1) consiste à placer deux roues en vertical (1 et 2) 0 1 m chacune, l'une au- dessus de l'autre, fixées sur le grand châssis en fer (6) soutenu par les roulements (12) à travers les axes. Elles sont associées avec une courroie (7), ce qui me permet d'avoir une longueur de courroie droite entre les deux roues, pour ajouter plus de récipients alignés verticalement, lesquels sont plus lourds pour faire tourner les deux roues (contre une seulement). Plus j'écarte les deux roues verticalement l'une de l'autre, plus l'espace de la longueur droite de la courroie est grande, cela veut dire que je peux ajouter plus de récipients qui me servent par leurs poids à faire tourner les roues davantage. Plus le nombre de récipients est élevé, plus j'ai de poids pour faire tourner cette machine. Elle tourne à l'aide d'une pompe à eau (8) qui refoule l'eau (21) dans des récipients (9) et qui les fait tourner. A gauche de la roue (2), un pignon (3) 0 850 est fixé dans le même axe (10). En dessous du pignon (3), se trouve un autre pignon (4) 0 60. A gauche du pignon (4) et dans le même axe, se trouve une poulie (5) 0 800 qui fait elle-même tourner la poulie-alternateur (11) 0 70 grâce à une courroie (13). Celle-ci est fixée sur le petit châssis en fer (14). J'ai assemblé la roue pignon (3) et le pignon (4) avec une chaîne (15). La pompe (8) posée dans le bac (16) d'une contenance de 1000 litres d'eau (21) mais utilisé à 100 litres à peu près pour la machine, refoule l'eau dans les récipients (9) à une hauteur de 2m 30. Les récipients sont fixés sur la courroie (7) qui relient les roues (1 et 2). L'ensemble des poids des récipients de 1 litre font tourner les deux roues. Les six récipients (6 litres) alignés se remplissent d'eau et descendent puis ils se vident dans le bac (16) et ils remontent côté arrière, vides. 1ère solution pour le démarrage : avec une pompe à eau A (8) Pour le démarrage de cette machine, il faut une impulsion. Mon invention comprend au départ seulement, une prise Edf 230 V (19) pour brancher une pompe à eau (8) qui refoule l'eau dans les récipients. Une fois que la machine tourne, la prise Edf est déconnectée et l'alternateur (17) prend le relais automatiquement. Elle s'auto-charge toute seule. Pour aider le début de rotation des roues (1 et 2), j'ai prévu une manivelle démontable qui fait partir la machine et dans sa course, les roues fournissent alors une force qui passe par l'alternateur (17) sachant que la prise Edf n'a plus d'utilité à partir de ce moment. Pourquoi démontable ? Car son poids déstabiliserait l'équilibre de la rotation mais on peut faire office de manivelle en tournant à la main la poulie (5) très légère pour la faire tourner. 2Pme solution pour le démarrage : avec une pompe A (8) et une pompe B On pose dans le bac (16), une pompe A (8) et une pompe B. Toutes deux sont identiques. La pompe A (8) branchée sur la prise Edf sert pour le démarrage, et la B est connectée sur la prise de l'alternateur (17). Lorsque cette machine est lancée et que la pompe B commence à sortir l'eau, à cet instant, on débranche la pompe A (8) et elle devient autonome car la pompe B a pris le relais de la pompe A (8) se servant sur l'alternateur. A ce stade la pompe A (8) n'est plus nécessaire, ainsi que la manivelle. Calculs des diamètres et vitesses : FIG. 1 Circonférence roue (1) à 0 1000 : C 3140 01000x713.14=3140 Combien de tours les deux roues (1 et 2) effectuent-t-elles en 1 minute ? Sachant que pour une marche normale, avec 6 récipients de 1 litre chacun d'un côté des 2 roues (11 x 6 ), 1 tour d' l roue = 6 secondes 60 s - 6 s = 10 Tours/minute Les 2 roues effectuent 10 T/m. Circonférence pignon (3) à 0 850 : C 2669 0850x713.14=2669 Circonférence pignon (4) à 0 60 : C 188.4 060x713.14= 188.4 Combien de tours effectue-t-elle en 1 minute ? 2669 - 188.4 = 14,1 x 10 T/m = 141,6 T/m La poulie (5) est dans le même axe (18) que le pignon (4), elle tourne aussi à 141,6 T/m. Comme la poulie (5) est reliée par une courroie (13) à la poulie-alternateur (11) 0 70, cette dernière tourne à 1618 T/m. Circonférence poulie (5) à 0 800 : C 2512 0 800 x n 3.14 = 2512 = 141,6 T/m Circonférence poulie-alternateur (11) à 0 7Q : C 219,8 070xn3.14=219,8 2512 - 219,8 = 11,4 x 141,6 = 1618 T/m = vitesse de l'alternateur (17) Je veux démontrer qu'en 1 minute, le pignon (3) de grand 0 850, fait 10 tours. Avec cela, j'arrive à faire tourner un petit pignon (4) 0 60 à 141,6 T/m qui se trouve aligné verticalement au-dessous du pignon (3). Ceci va également entraîner la poulie (5) à 141,6 T/m dans le même axe (18) que le pignon (4), ce qui reste peu pour fournir de l'énergie, mais grâce au 0 800 de celle-ci, et le petit diamètre de la poulie-alternateur (11) 0 70, je peux faire tourner la poulie-alternateur (11) à 1618 T/m. Je peux aller jusqu'à 3000 T/m en changeant les diamètres des roues et des pignons. Je rappelle que la pompe (8) a besoin de 900 W maximum et qu'elle va se servir sur les 5 KVA de l'alternateur (17). Le pignon (3) fait tourner le pignon (4) à 141,6 T/m. La poulie (5) tourne aussi à 141,6 T/m, mais ayant un 0 800 et qui entraine la poulie-alternateur, celle-ci va tourner à 1618 T/m. Ainsi, l'alternateur tournant à cette vitesse, il fournira 5 KVA ou 5000 W. En augmentant les diamètres de toutes ces roues et pignons, j'augmente aussi la force de la machine pour l'amener à la vitesse que j'aurai désiré et ainsi je pourrai augmenter sa force pour d'autres alternateurs Cette machine peut fournir du courant alternatif ou aussi du courant continu avec les 25 dynamos au lieu d'alternateurs et ensuite stocker du courant. Elle est sans pollution. Caractéristiques de l'alternateur Alternateur (17) LSA 36-L12-Al/B34 4 pôles Tension 115-230 V = 50 Hz 1500 T/mn = 5 KVA Caractéristiques de la pompe MPHYDRO900-36M Mad en Belgique Tension : 230 V 50 Hz - puissance 900 W û Vitesse à vide 2850 T/m Débit max : 5400 1/h - Hauteur de refoulement 36 m Profondeur submersion max : 8m Toile de grain max : 2 mm Température max de l'eau : 35° - Poids : 7ä8 kg - pression sonore : 70 dB (A) Les dessins annexés illustrent l'invention : La FIG.1 représente en coupe, le dispositif de l'invention pour une petite énergie. La FIG.2 représente en coupe, une variante de ce dispositif à l'échelle industrielle. Cette machine doit servir pour créer de l'électricité aux petites, moyennes, grandes énergies. Pour les petites énergies, il suffit de fabriquer cette machine de petite dimension qui serait utilisable pour chaque pavillon (mesures et valeurs décrites dans ce brevet). Pour les moyennes énergies pour des immeubles, par exemple, il suffit d'agrandir les roues (1 et 2) en diamètre, en gardant les mêmes pièces (3, 4, 5) et/ou j'augmente le poids des récipients. Pour les grandes énergies à l'échelle industrielle (FIG.2), il est souhaitable de construire des machines (1) à grandes dimensions 0 40 m par exemple, qui peuvent faire tourner 10 - 20 - 30 alternateurs (17) ou plus pour une seule machine. Elles nécessitent de l'eau douce ou salée (21), d'eau de lac, d'eau de ruisseau, ou d'eau de pluie, peu importe... et peuvent être construites dans des lieux choisis et invisibles au public. Il suffirait de multiplier proportionnellement toutes les mesures (diamètres, rayons, poids, litres,...) à la taille que l'on veut donner à cette invention pour produire de l'énergie électrique à l'exemple des turbines des barrages d'eau dans les fleuves. Je ne possède malheureusement pas les moyens d'entreprendre la démonstration d'une si grande construction mais seulement d'une petite dimension. A cette échelle une très grande roue (1), comme par exemple la grande roue 0 40 m qui était installée sur la place de la Concorde à Paris suffirait et remplacerait 1es deux roues actuelles, comme celles de la petite dimension, car sa hauteur suffirait à porter autant de poids et récipients (9) pour la faire tourner.30 REVENDICATIONS1) Mise en oeuvre d'un MOULIN A ENERGIE ELECTRIQUE AUTONOME PROPRE ET RENOUVELABLE (Fig. 1), pour créer de l'électricité, caractérisée en ce qu'il comporte un bac (16), deux roues principales (1 et 2), une courroie (7) avec ses récipients (9), deux pignons (3 et 4), une chaîne (15), une poulie (5), une poulie-alternateur (11), une pompe à eau (8), et d'un alternateur (17). 2) Dispositif suivant la revendication (Fig.1-2) caractérisé en ce que le bac (16) ou des buses en béton (23) ou métal 0 plus grande ou moins grande de 0 1 m pour que l'on puisse récupérer l'eau (21), qui verse l'eau dans les récipients (9) fixés sur la courroie (7) des roues (1 et 2) et se vident dans le bac (16) avant de remonter. 3) Dispositif suivant la revendication des roues (1 et 2) 0 1000 plus ou moins grande chacune, caractérisées en ce qu'elles sont placées l'une au-dessus de l'autre, liées entres elles par une courroie (7) qui les fait tourner ensembles. 4) Dispositif suivant la revendication de la courroie (7) des roues (1 et 2) et ses récipients (9) caractérisée en ce qu'elle relie les deux roues principales. Sur cette courroie (7), on place des récipients (9) fixés à une distance égale les unes des autres. Grâce à la rotation des deux roues, les récipients fixés se remplissent d'un côté par le tuyau (20) de la pompe (8) qui refoule l'eau (21) et retournent en arrière, se vident dans le bac (16) en remontant (système de la roue). 5) Dispositif suivant la revendication du pignon (3) 0 850, caractérisé en ce qu'il est fixé sur le même axe (10) de la roue (2) et qu'il tourne à la même vitesse. Le pignon (4) se trouve sous le pignon (3) à la vertical et sont reliées tous les deux par une chaîne (15) dans le même alignement, ce qui donne une première accélération. 6) Dispositif suivant la revendication de la chaîne (15) caractérisée en ce qu'elle relie les pignons (3 et 4) ou des pignons crantés s'emboitant les uns dans les autres et qui fait partie du moteur d'accélération de vitesse pour l'alternateur (17). 7) Dispositif suivant la revendication de la poulie (5) 0 800, caractérisée en ce qu'elle se trouve à gauche du pignon (4) sur le même axe (18) en tournant donc à la même vitesse. La poulie (5) est reliée par une courroie (13) à la poulie-alternateur (11) 0 70.La vitesse est augmentée grâce à la poulie (5) à grand 0 800 qui augmente la vitesse de l'alternateur (17) à 1618 T/m pour une petite énergie. 8) Dispositif suivant la revendication de la poulie-alternateur (11) caractérisée en ce qu'elle donne le plus grand tour/minute à savoir 1618 T/m. Celle-ci est reliée par la courroie (13) à la poulie (5) 0 800 qui fait partie du dernier couple de vitesse. C'est la poulie (11) qui va donner la plus grande vitesse à l'alternateur. 9) Dispositif suivant la revendication d'une pompe à eau (8) en ce qu'elle est placée dans le bac (16) pour récupérer l'eau, puis elle va refouler l'eau dans les récipients neufs au 3/4 de la hauteur de la courroie (7) à 2m 30. 10) Dispositif suivant la revendication de ou des alternateurs, caractérisé en ce qu'il reçoit la vitesse provenant de sa poulie (11), puis la transforme en énergie électrique en phase finale. Ce courant est alternatif (par l'alternateur) ou continu (en utilisant une ou des dynamo). L'énergie électrique peut-être stockée.