Brevet FR2936664A1 — publié le 20100402

DISPOSITIF ACCUMULATEUR ÉLECTROMÉCANIQUE A MOTEUR-GÉNÉRATEUR. Le but de l'invention est de concevoir un accumulateur électromécanique ayant un volant de masse au moins dix fois celle du moteur-générateur et en faible autodécharge pour qu'il restitue au moins 2 à 3kwh sur plusieurs heures avec un générateur de 400W lors d'une durée nocturne et en substitution à des accumulateurs de type électrochimiques. Dans une réalisation le volant est un cylindre plein en acier de hauteur 0,4m égale à son diamètre et pesant 400kg soutenu par un champ magnétique à une vitesse périphérique optimum de 42m/s. La figure 1 est un schéma en coupe brisée d'un dispositif de volant et d'un dispositif d'embrayage accouplant le volant à l'arbre d'un moteur-générateur. La masse du volant comprend un cylindre plein en acier 1, une plaque en dessous collée au cylindre et bordée d'une couronne 2 obtenue par moulage d'une matière amagnétique portant des aimants horizontaux 3, une plaque au-dessus bordée d'une couronne 4 obtenue par moulage d'une matière amagnétique portant des aimants verticaux 5, chacune des deux faces parallèles du cylindre plein 1 comprend un lamage enserrant une tige cylindrique formant une saillie axiale, l'une 6 traverse le roulement 7 encastré dans une plaque ronde 8 en appui sur une enceinte en béton moulé 9, l'autre pénètre le roulement 10 encastré dans un boulon creux 11 vissé au centre d'une plaque d'acier 12 en appui sur deux poutres porteuses parallèles 13 et concentriquement avec une plaque amagnétique couronnée 16 portant des aimants 3, les plaques 12, 16 occupant le vide central d'une semelle ronde en béton 14 supportant l'enceinte 9 et entaillée pour s'ajuster sur lesdites poutres 13, les trois joints annulaires 15 sont hermétiques au cas de l'utilisation d'une pompe à vide entretenant une dépression dans l'enceinte 9 durant les vitesses périphériques du volant supérieures à 21 m/s. Les couronnes 2 et 16 portent des aimants horizontaux 3 disposés de face en répulsion magnétique à une distance de 0,3 à 0,5mm établie par l'axe inférieur du volant butant sur le roulement 10. Le dispositif d'embrayage comprend la plaque couronnée 4 vissée sur l'axe fileté 6 et bloquée avec un écrou 17, une tête 18 d'un baladeur coulisse 'verticalement sous la poussée des noyaux d'électroaimants, chaque noyau enserre une tige amagnétique portant un galet 19, le noyau 20 abaisse le baladeur, l'autre 21 élève le baladeur aménagé d'un trou axial cannelé pénétré de l'arbre cannelé 22 d'un moteur-générateur, et une collerette arrière 23 permet au noyau magnétique 21 d'élever le baladeur qui était retenu en position de repos par le ressort hélicoïdal 24 agrippé au filetage de la saillie axiale 25 du baladeur, l'autre extrémité étant agrippée au filetage de la rondelle 26 goupillée à l'arbre-moteur 22. La tête 18 du baladeur est formée d'une plaque ronde en acier ferritique comprenant l'encastrement d'un roulement de centrage 27 pénétré de l'axe 6 lors de la descente de ladite tête 18 au diamètre inférieur de 0,2 à 0,5mm à celui de la concavité de la plaque couronnée 4, le diamètre de l'axe 6 étant inférieur à celui de l'arbre-moteur 22. La figure 2 est une vue en coupe brisée d'une portion de la plaque amagnétique couronnée 4 cerclée d'un cerceau 28 et aménagée de rainures radiales 29, chacune pour contenir un aimant vertical 5 enchâssé dans un U 30 formé dans une lame ferro-magnétique comprenant moins de 0,05% de carbone et d'épaisseur 3mm canalisant et dynamisant le fluide magnétique de l'aimant ayant une hauteur minimum de 30mm. Pour adoucir l'embrayage magnétique aux grandes vitesses de rotation du volant, chaque U 30 enserrant un aimant 5 a un recul radial par la force centrifuge comprimant un ressort 31 disposé entre la face dorsale du U et le cerceau 28. La figure 3 est une vue en coupe brisée d'une portion de l'une quelconque des plaques couronnées 2, 16 façonnée en un moulage d'une matière amagnétique cerclée d'un cerceau en acier trempé 28, les couronnes comprennent des empreintes creuses ortho- radiales 32, chacune pour le montage à force d'un U ferromagnétique 33 enserrant un aimant horizontal 3 de longueur minimum 30mm, face dorsale du U au fond de l'empreinte. Un test d'autodécharge de l'énergie cinétique du volant s'effectue sur deux lancements à la même vitesse du volant, et alors que pour les deux lancements l'orientation des aimants disposés en répulsion a été inversée. L'autodécharge la plus faible est indiquée par la plus longue durée de rotation libre du volant.