Brevet FR3143690A1 — publié le 20240621

Un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates comprend un corps de caisson long (10) ayant une cavité de réception (11) remplie d’un fluide de travail (WF), une unité (20) à hydro-turbine de génération de courant ayant une roue à aubes (22) installée dans la cavité (11) et un générateur de courant (21) relié à la roue (22), une structure de pivotement (30) installée au sommet et située au milieu du corps (10), et une structure de liaison (40) pour relier la structure de pivotement (30) et le corps (10). Après application d’une force sur le corps (10), ce corps bascule en pivotement avec la structure de pivotement (30) comme centre de rotation et le fluide de travail (WF) circule en va-et-vient dans la cavité (11) et entraîne la roue à aubes (22) en rotation pour générer du courant électrique. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 DISPOSITIF DE GENERATION DE COURANT HYDROELECTRIQUE IMITANT UN NAVIRE DE PIRATES CONTEXTE DE L’INVENTION La présente invention concerne un dispositif de génération de courant hydroélectrique, et concerne plus particulièrement un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates. Art connexe En raison du record de températures mondiales de plus en plus élevé et du niveau plus bas des réserves de pétrole, les sources d’énergie renouvelables ayant relativement moins d’impacts environnementaux et l’utilisation de la nature inépuisable des ressources naturelles telles que l’énergie solaire, l’énergie éolienne, l’hydroélectricité et les courants marins ont prospéré et sont devenus un sujet brûlant dans la recherche. L’énergie solaire et l’énergie éolienne, bien qu’elle puissent produire de l’électricité, sont soumises à l’influence des conditions météorologiques et ne peuvent pas produire de l’électricité de manière stable et continue. En ce qui concerne la production de courant solaire, les rendements de conversion thermique et photovoltaïque ne peuvent être efficacement améliorés, ce qui entraîne une production d’électricité très limitée. En ce qui concerne la production d’énergie éolienne, la limitation des parcs éoliens, la difficulté d’installation et le bruit élevé généré pendant l’exploitation sont des problèmes qu’il faut surmonter. Compte tenu de ce qui précède, la présente invention, fondée sur des années d’expérience pour mener des recherches approfondies et des expériences, a finalement fourni un dispositif de génération de courant hydroélectrique selon la présente invention afin d’améliorer les inconvénients de l’art antérieur connexe. La présente invention a pour objectif de fournir un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates, qui n’est pas soumis à des contraintes météorologiques ou géographiques et est donc apte à produire de l’électricité de façon continue et ininterrompue. Pour atteindre l’objectif susmentionné, la présente invention fournit un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates, contenant un fluide de travail. Le dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates comprend un corps de caisson long, une unité à hydro-turbine de génération de courant, une structure de pivotement et une structure de liaison. Le corps de caisson long comprend une cavité de réception destinée à contenir le fluide de travail, et l’unité à hydro-turbine de génération de courant comprend une roue à aubes installée dans la cavité de réception et un générateur de courant relié à la roue à aubes. La structure de pivotement est installée en hauteur et est située au milieu du corps long du caisson. La structure de liaison est reliée à la structure de pivotement et au corps de caisson long. Après qu’une force soit appliquée au corps de caisson long, le corps de caisson long oscille par pivotement avec la structure de pivotement comme centre de rotation, et le fluide de travail s’écoule en va-et-vient dans la cavité de réception et entraîne la roue à aubes à tourner de façon à générer du courant électrique à partir du générateur de courant. La présente invention a en outre les avantages suivants : 1. Il est possible de faire pivoter (ou osciller) le corps de caisson long avec une petite force, d’entraîner la roue à aubes au moyen du fluide de travail et de générer de l’électricité au moyen du générateur de courant. 2. Une partie du courant électrique produit par le générateur est fournie à la structure d’entraînement et de contrôle pour entraîner le corps de caisson long à se balancer, et une autre partie du courant électrique est utilisée comme alimentation électrique externe, résultant en une production nette globale pour une production d’électricité durable. 3. Le dispositif selon la présente invention peut être placé n’importe où, sur une terre, un lac, un océan, etc. 4. Le dispositif selon la présente invention est un dispositif d’énergie renouvelable qui combine les concepts de couple, de force centrifuge et de force inertielle avec la production de courant hydroélectrique et peut être utilisé pour produire de l’électricité 24 heures sur 24 sans être affecté par les conditions météorologiques. 5. Le contrôleur ajuste les paramètres connexes tels que la direction et la vitesse de rotation du moteur électrique pour générer du courant en fonction des besoins réels et pour répondre à la demande de pointe ou hors pointe de consommation de courant électrique. 6. Avec l’installation d’un dispositif de stockage de courant, le courant électrique produit par le générateur peut être stocké pour une utilisation future ou pour des besoins spéciaux à un autre moment de la journée, en particulier pour une période hors réseau. 7. Le corps de caisson long peut se balancer avec une structure simple et une force faible. 8. La structure de pivotement supporte la totalité ou la majeure partie du poids principal, de sorte qu’il n’est pas nécessaire d’exercer une grande force pour que le corps de caisson long produise une oscillation, même lorsque le corps de caisson long est incliné d’un côté. Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif comprend en outre une structure d’entraînement et de contrôle installée sous le corps de caisson long et en contact glissant avec le corps de caisson long. Selon un autre aspect de l’invention, la structure d’entraînement et de commande comprend une base fixe, un moteur électrique, un contrôleur relié électriquement au moteur électrique et un rouleau relié au moteur électrique ; le moteur électrique est installé sur la base fixe et entraîne le corps de caisson long à se balancer sur le rouleau, le contrôleur étant configuré pour modifier un sens de rotation et une vitesse du moteur électrique, et le rouleau étant en contact glissant avec le corps de caisson long. Selon un autre aspect de l’invention, le rouleau est une roue en caoutchouc. Selon un autre aspect de l’invention, le corps de caisson long comprend une crémaillère incurvée, la structure d’entraînement et de commande comprend un moteur électrique et une roue dentée reliée au moteur électrique, et la roue dentée et la crémaillère incurvée sont en prise l’une avec l’autre pour une transmission. Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif comprend un système de transmission de courant, et le courant électrique générée par l’unité à hydro-turbine de génération de courant est transmis au système de transmission de courant par l’intermédiaire d’un câble. Selon un autre aspect de l’invention, un courant est divisé en deux chemins après avoir traversé un redresseur, l’un des chemins traversant séquentiellement un onduleur puis traversant un dispositif de suralimentation, ou "booster", pour suralimenter une tension, et le courant électrique est importé vers un réseau électrique ; un autre des chemins traverse un boîtier de stockage de courant et est relié à la structure d’entraînement et de commande. Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif comprend en outre un dispositif de stockage de courant installé entre le redresseur et l’onduleur. Selon un autre aspect de l’invention, la structure de pivotement comprend un siège d’arbre, un arbre et un palier, et l’arbre est accouplé au siège d’arbre par l’intermédiaire du palier. Selon un autre aspect de l’invention, la structure de liaison comprend une douille et une première tige de liaison et une deuxième tige de liaison accouplées à la douille, la douille est accouplée à l’arbre, une autre extrémité de la première tige de liaison est accouplée à une extrémité du corps de caisson long, et une autre extrémité de la deuxième tige de liaison est accouplée à une autre extrémité du corps de caisson long. Selon un autre aspect de l’invention, la structure de liaison comprend en outre un organe d’équilibrage relié à la douille et s’étendant dans une direction opposée à la première tige de liaison et à la deuxième tige de liaison. Selon un autre aspect de l’invention, le dispositif comprend en outre une structure de support fixée à une plate-forme inférieure par une de ses extrémités et fixée à la structure de pivotement par une autre de ses extrémités. Selon un autre aspect de l’invention, la structure de pivotement est installée sur une plate-forme supérieure, la structure de liaison est une corde en acier, et la corde en acier est reliée à la structure de pivotement et aux deux extrémités du corps de caisson long. La est une vue en coupe montrant l’assemblage d’un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la présente invention ; la est une première vue en coupe transversale montrant un état d’utilisation d’un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la présente invention ; la est une deuxième vue en coupe transversale montrant un état d’utilisation d’un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la présente invention ; la est un schéma fonctionnel d’un système de transmission de courant selon la présente invention ; et la est une vue en coupe montrant un assemblage d’un autre mode de réalisation selon la présente invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE Les caractéristiques techniques de la présente invention deviendront évidentes avec la description détaillée des modes de réalisation préférés accompagnée de l’illustration des dessins connexes comme suit. Il convient de noter que les modes de réalisation et les dessins divulgués ici doivent être considérés comme illustratifs plutôt que restrictifs. En référence à la pour un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la présente invention, il apparaît que le dispositif de génération de courant hydroélectrique comprend un corps de caisson long 10, une unité 20 à hydro-turbine de génération de courant, une structure de pivotement 30 et une structure de liaison 40. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le corps de caisson long 10 est en forme d’éventail, mais il n’est pas limité à cette seule forme, il peut également avoir la forme d’un navire ou toute autre forme allongée. Le corps de caisson long 10 a une section rectangulaire ou circulaire ou une section de toute autre forme géométrique, et le corps de caisson long 10 comprend une cavité de réception 11, et un fluide de travail WF contenu dans la cavité de réception 11. L’unité 20 à hydro-turbine de génération de courant comprend principalement un générateur de courant 21 et une roue à aubes 22 reliée au générateur de courant 21 et installée dans la cavité de réception 11, et la direction d’écoulement de l’eau est la même que la direction de rotation. L’unité 20 à hydro-turbine de génération de courant peut être, mais sans que cela soit limitatif, une turbine Wells ou une turbine à impulsions, de manière à entraîner le générateur de courant 21 de façon à générer du courant par la rotation de la roue à aubes 22. La structure de pivotement 30 est installée au sommet du corps de caisson long 10 et disposée au milieu du corps de caisson long 10. La structure de pivotement 30 comprend principalement un siège d’arbre 31, un arbre 32 et un palier 33, et l’arbre 32 est relié au siège d’arbre 31 par l’intermédiaire du palier 33. Dans ce mode de réalisation de la présente invention, la structure de liaison 40 comprend une douille 41 et une première tige de liaison 42 et une deuxième tige de liaison 43, qui sont reliées à la douille 41. La douille 41 est reliée à l’arbre 32, une autre extrémité de la première tige de liaison 42 est reliée à une extrémité du corps de caisson long 10, et une autre extrémité de la deuxième tige de liaison 43 est reliée à une autre extrémité du corps de caisson long 10. Dans un mode de réalisation de la présente invention, la structure de liaison 40 comprend en outre un élément de balancier 44 relié à la douille 41 et s’étendant dans une direction opposée à la première tige de liaison 42 et à la deuxième tige de liaison 43, et prévu pour former une contre-masse afin de faciliter l’oscillation du corps de caisson long 10. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif de production d’énergie hydroélectrique de type imitant un navire de pirates comprend en outre une structure de support 50 avec une extrémité fixée à une plate-forme inférieure DP et une autre extrémité prévue pour fixer la structure de pivotement 30. Dans un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif de production d’énergie hydroélectrique de type imitant un navire de pirates comprend en outre une structure d’entraînement et de commande 55 installée au bas du corps de caisson long 10 et en contact glissant avec le corps de caisson long 10. La structure d’entraînement et de commande 55 comprend principalement une base fixe 550, un moteur électrique 56, un contrôleur 57 relié électriquement au moteur électrique 56 et un rouleau 58 relié au moteur électrique 56. La base fixe 550 est disposée au sommet de la plate-forme inférieure DP, et le moteur électrique 56 et le rouleau 58 sont installés sur la base fixe 550. Le moteur électrique 56 entraîne le corps de caisson long 10 à pivoter sur le rouleau 58, et le contrôleur 57 est prévu pour changer le sens de rotation et la vitesse du moteur électrique 56. Le rouleau 58 est une roue en caoutchouc ou une roue dentée apte à faire tourner le corps de caisson long 10 le long de la surface de contact du rouleau 58 et fonctionner en frottant le fond du corps de caisson long 10, ou à produire un effet de décélération ou de freinage sur le corps de caisson long 10 lorsque le rouleau 58 est entraîné par le moteur électrique 56 de façon à tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Dans les figures 2 et 3, il est montré que le corps de caisson long 10 a un centre de gravité CGB du corps de caisson long, et le fluide de travail WF a un centre de gravité CGW du fluide de travail. Une ligne de gravité GL est définie dans la direction verticale (d’un fil à plomb) passant par l’arbre 32 de la structure de pivotement 30. Pendant le fonctionnement, lorsque le côté gauche du corps de caisson long 10 est dans la position la plus haute, le fluide de travail WF s’accumule dans le côté droit de la cavité de réception 11, de sorte que la majeure partie du fluide de travail WF se trouve sur le côté droit de la cavité de réception 11, et que le centre de gravité CGW du fluide de travail soit décalé vers le côté gauche de la ligne de gravité GL, et le centre de gravité CGB du corps de caisson long est également décalé vers le côté gauche de la ligne de gravité GL. Ainsi, le couple est maximal et la force centrifuge est minimale à ce moment, et le couple fait que le corps de caisson long 10 a tendance à tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Lorsque le corps de caisson long 10 atteint sa position d’équilibre (comme montré par la ), le centre de gravité CGB du corps de caisson long et le centre de gravité CGW du fluide de travail sont situés sur la ligne de gravité GL, et le fluide de travail WF des deux côtés de la cavité de réception 11 sont égaux pour fournir le couple minimal et la vitesse de rotation maximale, de sorte que la force centrifuge est maximale et l’inertie de rotation est maximale. A ce moment, le corps de caisson long 10 continue de tourner dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Après que le fluide de travail WF continue de s’écouler vers le côté gauche de la cavité de réception 11, le centre de gravité CGB du corps de caisson long et le centre de gravité CGW du fluide de travail continuent de se déplacer vers le côté droit, jusqu’à ce que le côté droit du corps de caisson long 10 soit situé à la position la plus élevée, puis le fluide de travail WF s’accumule sur le côté gauche de la cavité de réception 11, de sorte que la majeure partie du fluide de travail WF se trouve sur le côté gauche de la cavité de réception 11, et le centre de gravité CGB du corps de caisson long et le centre de gravité CGW du fluide de travail sont décalés vers le côté droit de la ligne de gravité GL. A ce moment, le couple est maximal et la force centrifuge est minimale, et le couple fait que le corps de caisson long 10 a tendance à tourner dans le sens des aiguilles d’une montre et à continuer d’osciller encore et encore. Selon le fonctionnement ci-dessus, le corps de caisson long 10 bascule vers une position plus haute en appliquant une petite force, ce qui est beaucoup plus facile que de soulever le même poids à la même hauteur. Sous l’action de la torsion, de la force centrifuge et de la force d’inertie, etc., la structure globale devient une machine permettant d’économiser du travail, une différence entre la hauteur du fluide de travail WF et l’énergie potentielle étant générée par la différence du fluide de travail WF pour accélérer l’écoulement du fluide de travail WF vers l’autre côté. De cette manière, une partie de l’énergie générée par le générateur d’énergie 21 est fournie à la structure d’entraînement et de commande 55 pour entraîner le corps de caisson long 10 à osciller, et une autre partie de l’énergie est utilisée pour l’alimentation électrique externe, ce qui a pour résultat une production globale nette pour une production d’électricité durable. En référence à la pour un dispositif de production d’énergie hydroélectrique de type imitant un navire de pirates conformément à un mode de réalisation de la présente invention, le dispositif de production d’énergie hydroélectrique de type imitant un navire de pirates comprend en outre un système 60 de transmission de courant, et le courant généré par le générateur de courant 21 de l’unité 20 à hydro-turbine de génération de courant est reliée électriquement au système 60 de transmission de courant via un câble, et le courant traversant le redresseur 61 est divisé en deux chemins. L’un des chemins passe séquentiellement à travers un onduleur 62 et passe à travers un dispositif de suralimentation 63 pour augmenter la tension et importer l’énergie électrique dans un réseau électrique 64, et il y a un dispositif de stockage d’énergie 65 installé entre le redresseur 61 et l’onduleur 62 pour obtenir les effets d’un stockage d’énergie et d’une stabilisation de la tension. L’autre des chemins traverse d’abord un boîtier 66 de stockage de courant, puis est relié à la structure d’entraînement et de commande 55, et le sens de rotation et la vitesse du moteur électrique 56 et du rouleau 58 sont ajustés par le contrôleur 57 pour commander l’angle et la fréquence d’oscillation du corps de caisson long 10, de manière à commander le flux d’eau et la quantité d’énergie générée. En référence à la pour un dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la présente invention, il apparaît que le dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates peut également se présenter sous la forme de cet autre mode de réalisation, en plus du mode de réalisation ci-dessus. Dans ce mode de réalisation, la structure de pivotement 30 est installée sur une plateforme supérieure UP, la structure de liaison 40A est un câble en acier avec deux extrémités reliées respectivement à la structure de pivotement 30 et au corps de caisson long 10, la surface inférieure du corps de caisson long 10 est pourvue d’une crémaillère incurvée 12, et la structure d’entraînement et de commande 55A comprend une roue dentée 59 reliée au moteur électrique 56, la roue dentée 59 et la crémaillère incurvée 12 étant en prise et en relation de transmission l’une avec l’autre. De cette manière, ce mode de réalisation présente les mêmes performances que le mode de réalisation précédent. En résumé de la description ci-dessus, le dispositif de génération de courant hydroélectrique imitant un navire de pirates selon la présente invention atteint l’objectif d’utilisation prévu et surmonte les inconvénients de l’art antérieur connexe. Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates, contenant un fluide de travail (WF), le dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates étant caractérisé en ce qu’il comprend : un corps de caisson long (10), comprenant une cavité de réception (11) destinée à contenir le fluide de travail (WF) ; une unité (20) à hydro-turbine de génération de courant, comprenant une roue à aubes (22) et un générateur de courant (21) relié à la roue à aubes (22), la roue à aubes (22) étant installée dans la cavité de réception (11) ; une structure de pivotement (30), installée en hauteur et est située au milieu du corps de caisson long (10) une structure de liaison (40), reliée à la structure de pivotement (30) et au corps de caisson long (10) ; après qu’une force soit appliquée au corps de caisson long (10), le corps de caisson long (10) oscille par pivotement avec la structure de pivotement (30) comme centre de rotation, et le fluide de travail (WF) s’écoule en va-et-vient dans la cavité de réception (11) et entraîne la roue à aubes (22) à tourner de façon à générer un courant électrique à partir du générateur de courant (21). Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une structure d’entraînement et de contrôle (55) installée sous le corps de caisson long (10) et en contact glissant avec le corps de caisson long (10). Dispositif de génération de courant hydroélectrique du type imitant un navire de pirates selon la revendication 2, caractérisé en ce que la structure d’entraînement et de commande (55) comprend une base fixe (550), un moteur électrique (56), un contrôleur (57) relié électriquement au moteur électrique (56) et un rouleau (58) relié au moteur électrique (56) ; le moteur électrique (56) est installé sur la base fixe (550) et entraîne le corps de caisson long (10) à se balancer sur le rouleau (58), le contrôleur (57) étant configuré pour modifier un sens de rotation et une vitesse du moteur électrique (56), et le rouleau (58) étant en contact glissant avec le corps de caisson long (10). Dispositif de génération de courant hydroélectrique imitant un navire de pirates selon la revendication 3, caractérisé en ce que le rouleau (58) est une roue en caoutchouc. Dispositif de génération de courant hydroélectrique du type imitant un navire de pirates selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps de caisson long (10) comprend une crémaillère incurvée (12), la structure d’entraînement et de commande (55A) comprend un moteur électrique (56) et une roue dentée (59) reliée au moteur électrique (56), et la roue dentée (59) et la crémaillère incurvée (12) sont en prise l’une avec l’autre pour une transmission. Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un système (60) de transmission de courant, et en ce que le courant électrique générée par l’unité (20) à hydro-turbine de génération de courant est transmise au système (60) de transmission de courant par l’intermédiaire d’un câble. Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’un courant est divisé en deux chemins après avoir traversé un redresseur (61), l’un des chemins traversant séquentiellement un onduleur (62) puis traversant un dispositif de suralimentation (63), ou "booster" pour suralimenter une tension, et le courant électrique est importé vers un réseau électrique (64) ; un autre des chemins traverse un boîtier (66) de stockage de courant et est relié à la structure d’entraînement et de commande (55, 55A). Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un dispositif de stockage de courant (65) installé entre le redresseur (61) et l’onduleur (62). Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de pivotement (30) comprend un siège d’arbre (31), un arbre (32) et un palier (33), et en ce que l’arbre (32) est accouplé au siège d’arbre (31) par l’intermédiaire du palier (33). Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 9, caractérisé en ce que la structure de liaison (40) comprend une douille (41) et une première tige de liaison (42) et une deuxième tige de liaison (43) accouplées à la douille (41), la douille (41) est accouplée à l’arbre (32), une autre extrémité de la première tige de liaison (42) est accouplée à une extrémité du corps de caisson long (10), et une autre extrémité de la deuxième tige de liaison (43) est accouplée à une autre extrémité du corps de caisson long (10). Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 10, caractérisé en ce que la structure de liaison (40) comprend en outre un organe d’équilibrage (44) relié à la douille (41) et s’étendant dans une direction opposée à la première tige de liaison (42) et à la deuxième tige de liaison (43). Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 11, caractérisé en ce qu’il comprend en outre une structure de support (50) fixée à une plate-forme inférieure (DP) par une de ses extrémités et fixée à la structure de pivotement (30) par une autre de ses extrémités. Dispositif de génération de courant hydroélectrique de type imitant un navire de pirates selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de pivotement (30) est installée sur une plate-forme supérieure (UP), la structure de liaison (40A) est une corde en acier, et la corde en acier est reliée à la structure de pivotement (30) et aux deux extrémités du corps de caisson long (10).