Brevet FR3123389A1 — publié le 20221202

L'invention concerne un système de production d’énergie électrique pour descente de gouttière, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une première partie tubulaire amont et une seconde partie tubulaire aval qui sont prévues pour canaliser une chute d’eau, la seconde partie tubulaire aval étant équipée d’au moins une turbine qui comporte une pluralité de pales montées sur un arbre qui s’étend radialement à l’intérieur de ladite seconde partie tubulaire, la turbine étant agencée de façon à être entraînée en rotation par la chute d’eau, et une première génératrice de courant électrique qui est entraînée par la turbine pour produire un courant électrique, et en ce que la première partie tubulaire amont comprend au moins un premier déflecteur qui est conçu pour dévier l’écoulement de l’eau vers les pales de la turbine. Système de production d’énergie électrique pour descente de gouttière Domaine de l’invention La présente demande de brevet se rapporte au domaine des systèmes de production d’énergie électrique dite renouvelable. Etat de la technique Une énergie est dite renouvelable lorsqu'elle provient de sources que la nature renouvelle en permanence, par opposition à une énergie non renouvelable dont les stocks s'épuisent. L’exploitation d’une énergie renouvelable, aussi appelée « énergie verte », engendre très peu de déchets et d'émissions polluantes. On connaît de nombreux systèmes de production d’énergie renouvelable comme les centrales thermiques, les installations photovoltaïques et les barrages hydroélectriques. Certains de ces systèmes de production d’énergie permettent une autoconsommation énergétique, qui consiste à consommer tout ou partie de l’énergie issue de sa propre production. Typiquement, une installation photovoltaïque qui équipe un logement permet une telle autoconsommation énergétique. Avantageusement, l’autoconsommation énergétique permet de consommer une énergie renouvelable et offre une autonomie et une indépendance énergétique. La présente invention a notamment pour but de proposer un système de production d’énergie renouvelable qui est adapté à une autoconsommation. On atteint cet objectif, ainsi que d’autres apparaîtront à la lecture de la description qui suit, avec un système de production d’énergie électrique pour descente de gouttière, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une première partie tubulaire amont et une seconde partie tubulaire aval qui sont prévues pour canaliser une chute d’eau qui s’écoule d’amont en aval, la seconde partie tubulaire aval étant équipée d’au moins : - une turbine qui comporte une pluralité de pales montées sur un arbre qui s’étend à l’intérieur de ladite seconde partie tubulaire, la turbine étant agencée de façon à être entraînée en rotation par la chute d’eau, et une première génératrice de courant électrique qui est entraînée par la turbine pour produire un courant électrique, et en ce que la première partie tubulaire amont comprend au moins un premier déflecteur qui est conçu pour dévier l’écoulement de l’eau vers les pales de la turbine. La présente invention permet de transformer une descente de gouttière en un système de production d’électricité renouvelable exploitable en autoconsommation. De plus, la présence du déflecteur permet de guider efficacement le flux d’eau vers les pales de la turbine pour favoriser le rendement du système. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du procédé selon invention, prises seules ou en combinaison : - la seconde partie tubulaire comporte au moins une seconde génératrice, et en ce que l’arbre de la turbine s’étend depuis une première extrémité axiale reliée sur la première génératrice, jusqu’à une seconde extrémité axiale reliée sur la seconde génératrice ; - La première partie tubulaire et la seconde partie tubulaire forment chacune un module interchangeable, et en ce que la première partie tubulaire et la seconde partie tubulaire sont conçues pour être reliées entre elles par coopération de forme de façon étanche, pour former une descente de gouttière. Cette caractéristique permet de multiplier le nombre de modules formés par la première partie tubulaire et la seconde partie tubulaire de façon à optimiser le rendement du système. De plus, une telle conception modulaire permet d’adapter le système à la hauteur d’un bâtiment existant ; - La première partie tubulaire et la seconde partie tubulaire présentent chacune un tronçon d’entrée femelle amont et un tronçon de sortie mâle aval qui sont adaptés pour permettre un raccordement étanche desdites parties tubulaires entre elles par coopération de forme ; - Le premier déflecteur s’étend depuis une paroi interne de la première partie tubulaire, vers le centre de la première partie tubulaire, en formant une pente pour dévier l’écoulement de l’eau vers les pales de la turbine. Cette caractéristique permet de dévier l’eau qui s’écoule le long de la paroi interne de la première partie tubulaire pour le diriger vers les pales de la turbine ; - la première partie tubulaire amont comprend au moins un second déflecteur qui est agencé globalement en vis à vis du premier déflecteur ; - le système de production comporte au moins un dispositif de fixation qui comporte un collier de serrage monté autour de la seconde partie tubulaire et une patte de fixation qui est reliée sur ledit collier de serrage et qui est adaptée pour être fixée dans un support de fixation, la patte de fixation délimitant un conduit pour le passage d’un câble électrique qui est relié sur chaque génératrice pour permettre le raccordement électrique dudit système à travers un support de fixation. La présente invention se rapporte également à une descente de gouttière, caractérisée en ce qu’elle comporte une pluralité de premières parties tubulaires et une pluralité de secondes parties tubulaires du type décrites précédemment. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : : la est une vue en perspective d’une première partie tubulaire comportant deux déflecteurs et d’une seconde partie tubulaire équipée d’une turbine et de deux génératrices, appartenant au système de production d’énergie selon l’invention ; : la est une vue en section axiale verticale de la turbine agencée dans la seconde partie tubulaire ; : la est une vue en section axiale verticale des déflecteurs de la première partie tubulaire ; : la est une vue en section radiale des déflecteurs de la première partie tubulaire ; : la est une vue en section radiale d’une gaine d’habillage de la descente de gouttière selon l’invention. Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « amont » et « aval » en référence au sens de l’écoulement de l’eau d’amont en aval. De plus, pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures. Sur l’ensemble de ces figures, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques ou similaires sur l’ensemble des figures. Description détaillée de modes de réalisation de l’invention On a représenté à la un système 10 de production d’énergie électrique comportant une première partie tubulaire 12 amont et une seconde partie tubulaire 14 aval qui forment une descente de gouttière 16 verticale adaptée pour canaliser une chute d’eau qui s’écoule d’amont en aval, par exemple depuis la toiture d’un bâtiment. La première partie tubulaire 12 et la seconde partie tubulaire 14 forment chacune un module interchangeable. A cet effet, la première partie tubulaire 12 et la seconde partie tubulaire 14 sont conçues pour être reliées entre elles de façon étanche, pour former la descente de gouttière 16. La première partie tubulaire 12 et la seconde partie tubulaire 14 présentent chacune une forme globalement cylindrique qui s’étend suivant un axe A vertical, et elles présentent chacune un tronçon d’entrée femelle 18 amont et un tronçon de sortie mâle 20 aval qui sont adaptés pour permettre un raccordement étanche entre elles par coopération de forme, comme on peut le voir aux figures 1 à 3. La seconde partie tubulaire 14 est équipée d’une turbine 22 qui est agencée de façon à être entraînée en rotation par la chute d’eau qui traverse la seconde partie tubulaire 14. La turbine 22 comporte une pluralité de pales 24 qui présentent chacune une forme globalement hémicirculaire, complémentaire à la forme de la seconde partie tubulaire 14 dans laquelle les pales 24 évoluent. Les pales 24 sont montées sur un arbre 26 qui s’étend transversalement à l’intérieur de la seconde partie tubulaire 14, depuis une première extrémité axiale 28a, jusqu’à une seconde extrémité axiale 28b. L’arbre 26 de la turbine 22 s’étend radialement suivant le diamètre de la seconde partie tubulaire 14. En référence à la , la seconde partie tubulaire 14 comporte une première génératrice 30a et une seconde génératrice 30b de courant électrique qui sont entraînées simultanément par la turbine 22 pour produire un courant électrique. Dans ce but, la première extrémité axiale 28a et la seconde extrémité axiale 28b de l’arbre 26 de la turbine 22 sont reliées sur un rotor (non représenté) de la première génératrice 30a et sur un rotor (non représenté) de la seconde génératrice 30b respectivement. On notera que les pales 24 présentent chacune, à chaque extrémité axiale, une découpe 31 pour le passage des pales autour des génératrices 30a, 30b. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, la première partie tubulaire 12 amont comprend un premier déflecteur 32 amont et un second déflecteur 34 aval qui sont conçus pour dévier l’écoulement de l’eau vers les pales 24 de la turbine 22. Le premier déflecteur 32 s’étend depuis une paroi interne 36 de la première partie tubulaire 12, vers le centre de la première partie tubulaire 12, en formant une pente pour dévier l’écoulement de l’eau. En référence à la , le premier déflecteur 32 est délimité par une lèvre 38 pour l’écoulement de l’eau, et par un bord de jonction 40 qui est relié sur la paroi interne 36 de la première partie tubulaire 12. De même, le second déflecteur 34 s’étend depuis la paroi interne 36 de la première partie tubulaire 12, vers le centre de la première partie tubulaire 12 et en-vis à-vis du premier déflecteur 32, en formant une pente pour dévier l’écoulement de l’eau. Aussi, le second déflecteur 34 est délimité par une lèvre 42 pour l’écoulement de l’eau, et par un bord de jonction 44 qui est relié sur la paroi interne 36 de la première partie tubulaire 12. Avantageusement, comme on peut le voir à la , vu de dessus, le bord de jonction 40 du premier déflecteur 32 et le bord de jonction 44 du second déflecteur 34 couvrent toute la circonférence de la paroi interne 36 de la première partie tubulaire 12, grâce à quoi toute l’eau qui s’écoule contre la paroi interne 36 est redirigée vers la turbine 22, pour optimiser le rendement du système 10 selon l’invention. De plus, on notera que le premier déflecteur 32 et le second déflecteur 34 présentent chacun une forme concave qui dirige et concentre l’eau vers la partie centrale externe des pales 24 de la turbine 22, qui est la partie la plus large des pales 24. Pour permettre un écoulement de l’eau sans engorgement, le premier déflecteur 32 et le second déflecteur 34 sont inclinées en pente suivant un angle compris entre quinze degrés et quarante cinq degrés, de préférence suivant un angle proche de vingt cinq degrés Selon un autre aspect de l’invention illustré aux figures 1 et 2, le système 10 de production d’énergie comporte un dispositif de fixation 46 qui comporte un collier de serrage 48 monté autour de la seconde partie tubulaire 14, et une patte de fixation 50 transversale. La patte de fixation 50 est solidaire du collier de serrage 48 et s’étend transversalement dans le prolongement de l’arbre 26 de la turbine 22. La patte de fixation 50 est adaptée pour être fixée sur un support de fixation (non représenté), comme un mur d’un logement, et pour traverser le support de fixation. De plus, la patte de fixation 50 délimite un conduit 52 pour le passage des deux câbles électriques 54 qui sont reliés chacun sur une des deux génératrice 30a, 30b pour permettre le raccordement électrique du système 10 sur une installation électrique (non représentée), à travers un support de fixation. Dans ce but, la patte de fixation 50 est filetée. A cet effet, la paroi de la seconde partie tubulaire 14 délimite un trou 56 pour le passage des câbles électriques 54. On notera que l’ensemble formé par le collier de serrage 48, la patte de fixation 50 et la seconde partie tubulaire 14 est étanche, de sorte que l’eau ne peut pas pénétrer dans la patte de fixation 50. Aussi, le câble électrique 54 qui est relié sur la seconde génératrice 30b, agencée à l’opposé de la patte de fixation 50, passe à l’intérieur du collier de serrage 48. A titre non limitatif, le câble électrique 54 qui est relié sur la seconde génératrice 30b peut passer à travers l’arbre 26 de la turbine 22. Ainsi, le système 10 de production d’énergie selon l’invention peut alimenter en énergie électrique un parc de batteries, un tableau électrique ou directement des appareils électriques, par exemple. Enfin, le système 10 de production d’énergie comporte une gaine d’habillage 58 souple illustrée à la , qui comprend une enveloppe externe 60 tubulaire, et une pince 62 conçue pour fixer la gaine d’habillage 58 autour de la première partie tubulaire 12 et de la seconde partie tubulaire 14 pour les protéger et les habiller. La pince 62 comprend deux mors 64a, 64b qui sont reliés sur une platine 66 et qui sont déformables élastiquement pour permettre l’ouverture et la fermeture de la pince 62, afin de permettre le montage et le démontage de la gaine d’habillage 58 autour de la première partie tubulaire 12 et de la seconde partie tubulaire 14. De plus, l’enveloppe externe 60 présente une fente 68 verticale qui permet l’écartement et l’ouverture de l’enveloppe externe 60 pour agencer l’enveloppe externe 60 autour de la première partie tubulaire 12 et de la seconde partie tubulaire 14. La gaine d’habillage 58 est réalisée par moulage en une seule pièce. Naturellement, l’invention est décrite dans ce qui précède à titre d’exemple. Il est entendu que l’homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de réalisation de l’invention sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Par exemple, la descente de gouttière 16 peut comporter une pluralité de premières parties tubulaires 12 et de secondes parties tubulaires 14, qui sont agencées en alternance de préférence. De même, le système 10 de production d’énergie selon l’invention peut s’adapter à tout type de descente de gouttière existante, quelle que soit la forme, les dimensions et la matière de la descente de gouttière existante. Système (10) de production d’énergie électrique pour descente de gouttière, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une première partie tubulaire (12) amont et une seconde partie tubulaire (14) aval qui sont prévues pour canaliser une chute d’eau qui s’écoule d’amont en aval, la seconde partie tubulaire (14) aval étant équipée d’au moins : - une turbine (22) qui comporte une pluralité de pales (24) montées sur un arbre (26) qui s’étend à l’intérieur de ladite seconde partie tubulaire (14), la turbine (22) étant agencée de façon à être entraînée en rotation par la chute d’eau, et - une première génératrice (30a) de courant électrique qui est entraînée par la turbine (22) pour produire un courant électrique, et en ce que la première partie tubulaire (12) amont comprend au moins un premier déflecteur (32) qui est conçu pour dévier l’écoulement de l’eau vers les pales (24) de la turbine (22). Système (10) de production d’énergie électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde partie tubulaire (14) comporte au moins une seconde génératrice (30b), et en ce que l’arbre (26) de la turbine (22) s’étend depuis une première extrémité axiale (28a) reliée sur la première génératrice (30a) jusqu’à une seconde extrémité axiale (28b) reliée sur la seconde génératrice (30b). Système (10) de production d’énergie électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie tubulaire (12) et la seconde partie tubulaire (14) forment chacune un module interchangeable, et en ce que la première partie tubulaire (12) et la seconde partie tubulaire (14) sont conçues pour être reliées entre elles par coopération de forme de façon étanche, pour former une descente de gouttière (16). Système (10) de production d’énergie électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie tubulaire (12) et la seconde partie tubulaire (14) présentent chacune un tronçon d’entrée femelle (18) amont et un tronçon de sortie mâle (20) aval qui sont adaptés pour permettre un raccordement étanche desdites parties tubulaires (12, 14) entre elles par coopération de forme. Système (10) de production d’énergie électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier déflecteur (32) s’étend depuis une paroi interne (36) de la première partie tubulaire (12), vers le centre de la première partie tubulaire (12), en formant une pente pour dévier l’écoulement de l’eau vers les pales (24) de la turbine (22). Système (10) de production d’énergie électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première partie tubulaire (12) amont comprend au moins un second déflecteur (34) qui est agencé globalement en vis à vis du premier déflecteur (32). Système (10) de production d’énergie électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif de fixation (46) qui comporte un collier de serrage (48) monté autour de la seconde partie tubulaire (14) et une patte de fixation (50) qui est reliée sur ledit collier de serrage (48) et qui est adaptée pour être fixée dans un support de fixation, la patte de fixation (50) délimitant un conduit (52) pour le passage d’un câble électrique (54) qui est relié sur chaque génératrice (30a, 30b) pour permettre le raccordement électrique dudit système (10) à travers un support de fixation. Descente de gouttière comportant une pluralité de premières parties tubulaires (12) et une pluralité de secondes parties tubulaires (14) selon l’une quelconque des revendications précédentes.