Brevet FR2937475A1 — publié le 20100423

La présente invention concerne un dispositif destiné à produire un courant électrique en utilisant comme source générant le champ magnétique des aimants permanents fixes, ainsi que des bobines électriques elles aussi fixes placées sur des noyaux métalliques disposées face aux aimants permanents. Des éléments amagnétiques métalliques, de conception spécifique, intégrés à un disque métallique, lui-même amagnétique, mis en rotation par un moteur électrique, viennent s'interposer entre les noyaux métalliques des bobines électriques et les aimants permanents afin de faire varier le flux du champ magnétique entre lesdits aimants permanents et les noyaux métalliques des bobines électriques disposées en vis à vis . L'idée repose sur le principe de la démonstration des courants de Foucault, dont on illustre l'existence à l'aide d'un disque amagnétique, en cuivre, ou autre, que l'on fait osciller entre les pôles d'un électro-aimant. On constate, que le disque est très rapidement freiné, dès qu'on alimente l'électro-aimant. Toutefois, un même disque percé, oscille plus longtemps, et ce même disque percé, et à la fois fendu, n'est que peu sensiblement freiné par le champ magnétique. Ce phénomène est du au courant induit dans un métal en mouvement dans un champ magnétique, et démontre la présence des courants de Foucault, du fait de la variation de flux induit dans la matière, qui crée un champ induit, inverse au champ qui le traverse, et qui vient inverser la force de déplacement, freinant le déplacement du disque par répulsion ou attraction au mouvement qui lui donne naissance suivant la loi de Lenz. Le dispositif, selon l'invention, est destiné à mettre à profit, le fait qu'il est aujourd'hui possible de réaliser des aimants permanents ayant une intensité de champ magnétique très importante par unité de volume, une tenue en température importante, et un prix de revient relativement bas. La création d'un courant induit est le fait de la variation d'un champ magnétique, ou du déplacement d'un conducteur dans un flux de champ magnétique. Dans le dispositif suivant l'invention, le champ magnétique est fixe, (aimant permanent), et il n'y a pas de déplacement des conducteurs dans le champ magnétique, mais simplement la variation du flux du champ magnétique uniforme de l'aimant permanent du fait de l'interposition entre ce dernier et la bobine d'un élément métallique amagnétique spécifique. Le rôle de cet élément métallique amagnétique spécifique, est de faire varier le niveau du champ magnétique uniforme de l'aimant permanent, par 2 l'interposition d'un écran entre le noyau métallique de la bobine, et le pôle de l'aimant permanent. Le disque métallique amagnétique comporte des éléments amagnétiques spécifiques, de forme relativement identique à celle du pôle de l'aimant et du noyau métallique de la bobine, mais de diamètre légèrement supérieur. Ces éléments sont, outre percés d'un trou en leur centre, mais aussi de découpes destinées à limiter autant que faire se peu le freinage de la rotation par les courants de Foucault induits. Le but serait, au mieux, de pouvoir interrompre le flux du champ magnétique uniforme de l'aimant permanent, de telle manière que le noyau métallique de la bobine électrique, qui est placé en regard ne reçoive plus le flux de champ magnétique produit par l'aimant permanent. Le but final étant de produire plus d'énergie qu'il n'en faut pour alimenter le moteur qui entraîne le dispositif amagnétique qui permet de faire varier le flux du champ magnétique de, ou des aimants permanents. L'image de cette expérience reviendrait à remplacer l'aimant permanent par une source lumineuse. Le noyau, et la bobine électrique, par une cellule photoélectrique qui pourrait activer un relais lorsqu'elle capterait la lumière. Le disque amagnétique, en rotation, couperait le flux lumineux entre la source lumineuse et la cellule. Ainsi, la cellule photoélectrique ne serait activée que lorsque le disque amagnétique laisserait passer le faisceau lumineux. Le relais ne serait activé que sous une forme impulsionnelle, donc variable. Le but étant, à partir de l'expérience permettant d'illustrer la présence des courants de Foucault, de trouver un dispositif limitant au maximum le freinage du disque métallique amagnétique, tout en permettant une atténuation maximale du flux du champ magnétique uniforme des aimants permanents lors du passage de l'élément amagnétique entre ces derniers et les noyaux métalliques des bobines. De la sorte, pouvoir induire un courant dans une bobine du fait de la variation cyclique du flux magnétique qui traverse son noyau métallique et produire une (F.E.M ) force électromotrice et une puissance électrique supérieure à celle nécessaire à l'entraînement dudit dispositif amagnétique. Le dispositif selon l'invention permet de limiter ces inconvénients. La présente invention sera mieux comprise à l'aide d'un modèle de réalisation, représenté schématiquement, à titre d'exemples non limitatifs, sur les dessins ci-joints dans lesquels: Fig 1- Représentation synoptique des courants de Foucault, par laquelle un disque plein, amagnétique, mais conducteur (2), est entraîné par un moteur (3) entre les pôles d'un 3 électro-aimant (1). La puissance demandée au moteur (3) pour accomplir le déplacement suivant (fr) devra augmenter du fait de courants induits (i) qui prendront naissance dés que le disque franchira la zone où il y a le champ magnétique (B) qui crée un couple de répulsion, et il en est de même lorsque le disque quitte ladite zone de champ magnétique (B), alors que lorsqu'il se trouve dans l'axe de la zone de champ magnétique (B), les équipotentielles sont des cercles concentriques, les lignes de courant ne peuvent se refermer, il n'y a pas de courant induit (i). Fig 2- Représentation identique à la figure 1, sauf que le disque amagnétique conducteur (4) est percé en son centre. La puissance demandée au moteur (3), pour accomplir le déplacement suivant (fr) est moindre, du fait de la présence du trou dans le disque (4). Fig 3- Identique aux fig 1 et 2, sauf que le disque amagnétique conducteur (5), est non seulement percé en son centre, mais également fendu, de ce fait la puissance demandée au moteur (3) est encore moindre pour accomplir le déplacement suivant (fr), car les lignes de courant induit (i) ne peuvent se refermer pour créer un couple de répulsion inverse, le disque (5) tourne presque librement Fig 4- Cette figure symbolise un dispositif de générateur magnétoélectrique qui comporte un moteur électrique (3) entraînant un disque métallique amagnétique spécifique, percé et fendu (5), dont le déplacement (fr), le fait passer entre le pôle Sud d'un aimant permanent (1) et le noyau métallique (6) d'un bobinage (7). Le passage cyclique due à la rotation du disque métallique amagnétique (5) entraîne une variation du flux magnétique généré par l'aimant permanent (1). Le noyau métallique (6) de la bobine (7) étant soumis à cette variation crée un courant induit dans la bobine (7) puisqu'il y a variation de flux magnétique même si ce dernier n'est dû, ni à une variation de courant, ni à un déplacement d'un conducteur, mais à l'interposition d'un écran amagnétique entre le pôle magnétique d'un aimant (1) et le noyau métallique (6) d'une bobine électrique (7). De ce fait une force électromotrice (F.E.M) se crée dans la bobine (7). Fig 5- Représentation synoptique en coupe d'un ensemble identique à la figure (2) mais comportant 2 aimants permanents (1), 2 noyaux métalliques (6) de 2 bobines électriques (7) et dont 2 disques métallique amagnétiques (5) viennent couper le champ magnétique des aimants permanents (1) sous les pôles Sud (S) par la rotation d'un moteur (M) (3) suivant le sens de déplacement (fr) . Fig 6- Représentation d'un élément métallique circulaire amagnétique spécifique (5) destiné à venir modifier le flux magnétique d'un aimant permanent et comportant des 4 découpes circulaires, en V, ou perçage (8) dans l'épaisseur de cet élément. Découpes et perçages pouvant être, pour des questions de résistance remplis de matière du type résine époxy armé fibre de verre, ou autre. Fig 7- Comme pour la figure (6) ici on décrit une autre forme de partie métallique circulaire spécifique amagnétique (5) devant s'intercaler entre le pôle magnétique de l'aimant permanent (1) et le noyau métallique (6) de la bobine (7) sauf que le dispositif ici représenté définit une conception plus élaborée des découpes conductrices, circulaires , en V, ou perçage (8) du disque afin de limiter au maximum le champ induit inverse du sens de rotation du disque (5). Les découpes conductrices, circulaires, ou en V (8) concentriques se trouvent sur la face recto et verso d'un support isolant (18) comme indiqué (coupe a-a) et ces découpent conductrices (8) se trouvent en opposition par rapport aux découpes recto et verso. Le but pouvant être, par un dispositif électronique approprié, d'inverser le sens des courants, et, par là de l'induction de répulsion, pour si ce n'est annihiler, réduire à la plus simple expression l'effet de la répulsion du disque métallique amagnétique, et des éléments spécifiques (5). Fig 8- Vue en plan d'un disque métallique amagnétique avec dans l'encadré (12) la partie circulaire spécifique (5) qui doit venir s'intercaler entre le pôle de l'aimant permanent (1) et le noyau métallique (6) de la bobine (7). La représentation dans l'encadré (12) est simplifié afin de juste montrer la forme circulaire avec un trou central et une fente comme décrit dans la fig 3 pour définir les courants de Foucault. Le disque métallique amagnétique comporte autant d'éléments spécifiques (5) qu'il y a d'aimants permanents fixes (1) et de noyaux métalliques (6) de bobines ( 7). Fig 9- Vue de 2 éléments constitutifs d'un générateur magnétoélectrique. Le disque métallique amagnétique et ses éléments spécifiques (5) est superposé au plan métallique (9) sur lequel les aimants permanents (1) sont fixés. Pour la clarté du dessin les aimants permanents (1) sur verso du plan métallique (9) ne sont pas représentés en pointillés car ils se trouveraient sous les disques spécifiques amagnétiques (5). La partie métallique circulaire spécifique amagnétique (5) est représentée dans l'encadré en trait d'axe (12), comme si cette partie c'était déplacée de (5a) à (5b) puis (5c) suivant la flèche (f) par rotation au dessus des pôles des aimants permanents (1). Tous les 24° le disque circulaire amagnétique spécifique (5) s'intercalera entre les pôles d'un aimant permanent fixes (1) et le noyau métallique fixes de la bobine qui lui fera face modifiant par son interposition le flux du champ magnétique. Fig 10- Vue en plan d'un support intermédiaire métallique plan (9) d'un générateur magnétoélectrique. Le nombre de ces supports métallique plan (9) peut être variable suivant la puissance à obtenir. Chaque support métallique plan (9) tant sur le plan recto que verso comporte un léger lamage qui permet de venir positionner et coller les aimants 5 (1) tous les 24° avec un décalage entre recto et verso de 12°. Ces supports métalliques plans sont placés par juxtaposition à l'aide d'entretoises cylindriques calibrées disposées sur des tiges filetées aux quatre coins de chaque supports métallique (10), tant intermédiaires (9), que supérieur (11), et, inférieur (13). Dans ce dernier support métallique plan (13) les tiges filetées sont vissées avec collage. Fig 11- Vue en coupe d'un générateur magnétoélectrique comportant un seul support intermédiaire plan (9) sur lequel les aimants permanents (1) sont collés tant au recto qu'au verso. Le support inférieur plan (13) sert aux quatre cotés à placer par vissage et collage les tiges filetées qui vont supporter le support intermédiaire plan (9) par des entretoises cylindriques calibrées qui assureront le positionnement du disque métallique amagnétique comportant les éléments spécifiques (5) tout en garantissant un entrefer de 25/100 comme indiqué sur le dessin. De plus ce support permet en son centre de disposer un roulement à billes (16) pour centrer l'axe (14). Cet axe est fileté sur une certaine longueur de telle manière qu'une pièce (15) elle même fileté vienne par vissage maintenir l'ensemble des disques support intercalaires (17) et disques amagnétiques (5). Ce même support métallique (13) comporte les noyaux métalliques (6) des bobines électriques (7). Le support métallique (11) est identique au (13) sauf qu'au même titre que pour les supports métalliques intermédiaires (9) les trous (10) percés dans les quatre angles ne sont pas taraudés, mais lisses. Bien entendu suivant le diamètre et le nombre des aimants permanents (1) et des bobines (6 et 7) la puissance du dispositif peut être plus ou moins importante. A titre d'exemple non limitatif, il est possible de réaliser des micro-générateurs magnétoélectriques de quelques watts à plusieurs milliers de watts, les dimensions seront en rapport des puissances produites; de quelques millimètres à plusieurs décimètres de côtés. Le dispositif est particulièrement destiné à produire de l'électricité. II est comme dans tout générateur possible de produire un courant continu ou alternatif suivant la conception dudit générateur. Même si le rendement est loin d'équivaloir celui d'un 6 générateur magnétoélectrique conventionnel, il a l'avantage d'utiliser uniquement l'énergie magnétique d'un aimant permanent sans autre source extérieure. Le but étant de produire une quantité d'énergie supérieure à celle nécessaire à l'entraînement du dispositif amagnétique. REVENDICATIONS1) Dispositif destiné à produire un courant électrique en utilisant comme source générant le champ magnétique des aimants permanents fixes, ainsi que des bobines électriques elles aussi fixes, placées sur des noyaux métalliques disposées face aux aimants permanents. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le flux du champ magnétique uniforme (B) de, ou des aimants permanents fixes (1), soit interrompu ou atténué par l'interposition d'un élément métallique amagnétique spécifique (5), entre le ou lesdits aimants fixes (1), et le, ou les noyaux métalliques (6) des bobines (7). 3) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé en ce que l'élément métallique amagnétique spécifique conducteur (5) fait partie d'un disque lui-même amagnétique et est constitué d'une partie circulaire d'un diamètre légèrement supérieur à celui du pôle de l'aimant permanent (1) et du noyau métallique (6) de la bobine (7). 4) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'élément métallique amagnétique conducteur spécifique (5) est percé en son centre et de plus pourvu de découpes circulaires (8) destinées à limiter la formation de courant (i) de répulsion. 5) Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que l'élément métallique amagnétique conducteur (5) peut être disposé sur un support isolant (18) recto et verso mais dont les découpes circulaires et en V (8) se trouvent en opposition de sens recto verso. Un dispositif électronique pouvant inverser le sens des courants (i) entre les couches recto et verso de manière à limiter, voir, annuler l'effet de répulsion: (loi de Lenz). 6 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments spécifiques conducteurs (5) avec les découpes spécifiques (8) disposés ou non sur un support isolant (18) sont au même nombre que les aimants permanents (1), les noyaux métalliques (6) les bobines (7) et sont décalés entre eux d'un angle permettant aux éléments métalliques spécifiques (5) de pouvoir à un moment se positionner hors du champ magnétique (B), soit entre le pôle des aimants permanents (1) et par là même des noyaux métalliques (6) des bobines (7) pour que le flux magnétique (B) des aimants permanents (1) puisse créer une force électromotrice (F.E.M) dans les bobines (7) jusqu'à ce qu'au prochain décalage où le flux magnétique (B) de l'aimant permanent (1) sera interrompu, ou diminué, par 8 l'interposition de l'élément métallique amagnétique spécifique conducteur (5) entre le pôle de l'aimant permanent (1) et le noyau métallique (6) de la bobine (7) créant de ce fait une variation cyclique de la variation du flux magnétique (B) des aimants permanents (1) sans pour autant déplacer les aimants permanents (1) ou les bobines (7) avec leur noyau métallique (6).