FR3116568A1 - Dispositif de production d'energie hydroélectrique autonome - Google Patents

Abstract

Dispositif hydraulique autonome pour entraîner une génératrice électrique . L’invention concerne un dispositif hydraulique permettant d’entraîner une machine tournante à partir de la gravité et de la poussée d’Archimède . L’invention est constitué d’un rotor à axe horizontal cylindrique étanche indéformable lisse et glissant sur ses surfaces extérieures , remplaçant la partie verticale avant d’un réservoir de forme demi cylindrique lui aussi horizontal qui est une empreinte en creux légèrement plus grande que le demi rotor , afin que celui ci puisse tourner librement dans le liquide qui le fait flotter . Un joint boulonné sur le pourtour de l’ouverture en contact avec le rotor assure l’étanchéité et la répartition égale verticale gauche , droite , immergé , émergé , afin que le rotor soit soumis pour moitié à l’attraction terrestre verticale de haut en bas et pour l’autre moitié à la poussée d’Archimède verticale de bas en haut . La conjonction des deux forces verticales parallèles de directions opposées sur le rotor entraine celui ci en rotation. Il est possible d’améliorer le rendement de l’invention en supprimant le joint horizontal du haut et en introduisant de l’eau de façon continue dans le fond du réservoir devant le joint . Le dispositif selon l’invention est particulièrement destiné à la production domestique d’électricité principalement en auto consommation ,ou pour entraîner toutes autres machines tournantes ( pompe , moulin … )

Description

Dispositif de production d'energie hydroélectrique autonome

La présente invention concerne un dispositif hydraulique autonome , indépendant pouvant être déplacé pour entraîner une génératrice électrique,une pompe ,un moulin ou toutes autres machines tournantes .

Traditionnellement on utilise l’énergie cinétique de l’eau pour entraîner une turbine, ce qui nécessite une grande quantité d’eau sous pression avec de gros travaux de construction .ce qui rend impossible de déplacer l’installation .

Le dispositif selon l’invention élimine ces contraintes.En effet il n’est pas indispensable d’avoir une arrivée d’eau continue pour faire fonctionner l’appareil .

L'invention utilise la poussée d' Archimède .

L’invention est composé d’un rotor à axe horizontal flottant latéralement pour moitié dans le liquide statique contenu dans un réservoir.

Le rotor remplace de fait une des parois verticales du réservoir.Vu de coté l’invention se présente un peu comme un disque 33 tours à moitié sorti de sa pochette tenu verticalement. Le disque étant le rotor et la pochette le réservoir.

Le rotor à axe horizontal est constitué par une cuve fermée cylindrique , étanche , équilibré , indéformable , lisse et glissante sur ses surfaces extérieures , d’un poids volumique inférieur à celui du liquide contenu dans le réservoir ,elle est solidaire d'un arbre traversant centré sur son axe ,soutenu de chaque coté par un palier fixé contre les cotés verticaux du réservoir.Cet arbre est relié à la machine tournante par poulie - courroie,engrenages arbre à cardan ou par entraînement direct etc…. Un frein positionné sur l’arbre permet de l’arrêter . Car une fois le réservoir rempli de liquide , le rotor se met immédiatement à tourner jusqu’a ce qu’on l’arrête .L'adjonction d'un volant d'inertie peut permettre de démmarer plus facilement une machine qui a besoin d'un fort couple au départ .

Le réservoir est une cuve couché horizontalement ,ouverte latéralement , de forme et de dimensions légèrement supérieures à celle du demi rotor afin que celui ci puisse tourner librement dans le liquide sans être trop freiné par adhérence visqueuse .Son ouverture est sur le coté de façon à ce quelle soit occultée par le rotor .Un joint placé à la périphérie de l’ouverture au contact du rotor assure l’étanchéité de l’installation.Ainsi que la parfaite répartition verticale gauche droite immergé émergé du rotor .

Il en résulte que le rotor est exposé latéralement de façon continue et successivement pour moitié à la force de l’attraction terrestre de haut en bas et pour l’autre moitié à la poussée d’Archimède « Tout corps plongé dans un liquide subit de la part de ce liquide une poussée verticale de bas en haut égale au poids du volume de liquide occupé par ce corps » donc de bas en haut

La conjonction simultanée et continue des deux forces verticales , parallèles , de directions opposées sur le rotor entraîne la rotation de celui ci .

Dans l’absolu une lame de liquide de quelques millimètres d’épaisseur autour du demi rotor suffirait à la flottaison mais le rotor tournant , il faut tenir compte de l’adhérence visqueuse et donc augmenter un peu l’espace entre le rotor et la paroi du réservoir pour limiter les pertes.par frottement.

Le joint qui est la pièce d’usure de la machine est monté sur un support boulonné sur le réservoir sur tout le pourtour de l’ouverture afin d’être facilement remplaçable.Il est positionner de façon à respecter la parfaite égalité verticale gauche droite immergé émergé du rotor . Il est au contact de celui ci.

Le réservoir à une vanne en partie basse pour la vidange .Un tuyau d’évent en haut si le réservoir est couvert .Une réserve de liquide en partie haute pour compenser les pertes par évaporation ou les fuites .Si on utilise de l’ eau naturelle comme liquide une alimentation sur robinet flotteur fait l’affaire.Un bac de rétension sous la machine élimine les risques de pollution si on utilise un autre liquide que de l'eau naturelle .

L’hiver il faut prévoir un système antigel ,(isolation, chauffage ,liquide avec antigel ...).Il est préférable que le demi rotor soit continuellement et complètement immergé dans le réservoir .

La force utile de la poussée d’Archimède étant : Poids du volume de liquide occupé par le corps immergé dans ce liquide moins poids de ce corps .

Un carénage recouvrant le rotor limite l’évaporation et assure la sécurité.

La machine : réservoir et rotor peut être réalisé en différents matériaux . Tout métallique .Ou bien béton ; ou bois ou matériaux composite recouvert d’une couche de finition (peinture , collage d’une feuille métallique inoxydable ou plastique etc sur les surfaces du rotor frottants contre le joint ) ou d’une combinaison de diverses matières.

La machine peut être réalisé entièrement en usine et livré prête à l’emploi au client .Il faudra l’installer sur une surface horizontale , plane , stable , de résistance approprié , la puissance de l’appareil étant directement liée à sa masse et à son volume nécessairement élevé

La puissance de la machine dépend du poids volumique du rotor ,de la répartition de la masse à l’intérieur du rotor , de son diamètre ,de sa longueur , de la viscosité et de la densité du liquide dans lequel il baigne pour moitié ainsi que de l'altitude .

L’ invention peut être installé pratiquement partout en tout point du globe : cour , jardin , cave , garage , terrasse , plateau de camion ou de remorque … péniche , désert , ville , campagne . Elle est principalement destinée à la production domestique , individuelle d’énergie électrique . On peut la déménager d’un lieu à un autre . On peut créer des parcs de plusieurs machines dont les puissances s'aditionnent . En séries , en parallèles ou superposées

Le dispositif de conception et de réalisation extrêmement simple et économique , une seule pièce en mouvement , garantissant un fonctionnement autonome , stable, doux , sans à coup , silencieux , propre , sûr , continu 24 heures sur 24 et 365 jours par an .Indépendant de toute forme d’ approvisionnement d’énergie autre que la gravité qui est permanente ,propre , universelle ,inusable , invisible ,naturelle et gratuite .

Dans le contexte actuel de réchauffement climatique , de transition énergétique , de réduction de gaz à effet de serre , de raréfaction des ressources naturelles .

Les questions que l’on peut se poser sont :

1)Combien de jours avant que cette invention ne soit breveté et publié dans un pays quelconque de la planète ?

2)Est ce que l’invention sera réputée être Française ou étrangère ?

Tout le monde sachant que les bateaux flottent et que les corps lourds tombent s’il ne sont pas soutenus . Je ne conçois pas que cette invention majeure (car si l'eau peut appuyer beaucoup , elle peut aussi soulever un peu )frappée au coin du bon sens puisse demeurer ignoré encore bien plus longtemps .

La pesanteur est une force . Mais aussi une énergie renouvelable qui peut être exploitée au même titre que l'énergie ,éolienne , solaire , ou autres.

Une seule et unique pièce de forme simple (un cylindre) en mouvement,difficile de faire bien plus simple .Très facile à démanteler en fin de vie dans quelques décennies.

La pesanteur a l' avantage d’être toujours disponible en tout point du globe , non polluante , silencieuse , éternelle ,gratuite dans son fonctionnement et très sure , facile à exploiter , inusable inépuisable quelle que soit sont utilisation . Ne peut être diminué si peu que ce soit même en un million d'années .

Elle a toute sa place dans le mix énergétique .

Autre version envisageable .

Si on dispose d’une source d’eau conséquente (cours d’eau ) même sans beaucoup de pression on peut faire pénétrer l’eau dans le réservoir juste derrière le joint horizontal du bas après avoir enlevé le joint horizontal du haut . L’eau en remontant autour du rotor et en s’écoulant par dessus l’entraîne encore plus fortement par adhérence visqueuse et par alourdissement de sa partie aérienne .

L'invention a un couple élevé mais une vitesse de rotation relativement faible .

Exemple de réalisation non limitatif .

Le réservoir est construit en tôle d’acier galvanisé , sa base inclus un bac de rétention égal en volume à la quantité de liquide contenu dans la machine elle a une largeur de deux mètres et une longueur de 2mètres 50 pour assurer la stabilité de la machine , sa forme intérieure est un demi cylindre couché horizontalement dont le plan de coupe est vertical . A l’extérieur des renforts nervurés assurent la rigidité .Sur le haut du réservoir il est prévu une réserve de liquide de 50 litres pour compenser les pertes par évaporation et les fuites qui elles sont récupérer dans le bac de rétention pour pouvoir être remise dans le réservoir . La forme demi cylindrique du réservoir trouve sa justification principalement si on utilise un liquide de densité et de viscosité spéciale plutôt onéreux.Dans le cas d’utilisation d’eau naturelle un réservoir de forme parallélipédique fait aussi bien l’affaire .

Le rotor horizontal est en acier inoxydable pour son envellope extérieure , il est constitué d’une cuve cylindrique , étanche , indéformable , solidaire d’un arbre traversant centré sur son axe en acier dépassant à chaque extrémités de façon à être soutenu par deux paliers fixés contre les cotés verticaux du réservoir . En bout d’arbre d’un coté il est fixé une poulie . De l’autre coté un frein à sangle permet d’arrêter le rotor .Rempli d’eau l’appareil tourne automatiquement en permanence .

Le rotor à axe horizontal a une longueur de 2 mètres et un diamètre de 2 mètres soit un volume extérieur d’environ 6280 litres . L’arbre traversant à un diamètre de 0,10 mètre suivant la qualité d'acier employée avec une longueur totale de 2,50 mètres . La masse totale du rotor est inférieure à 6280 kilogrammes dans le cas oû on utilise de l’eau naturelle de densité 1.L'arbre traversant peut très bien être juste soudé aux extrémités du rotor à condition de le centrer sur l'axe

Idéalement peut être 3140 kilogrammes afin d’avoir une répartition 50/50 gravité / poussée d’Archimède sur le rotor . Cela équilibrerai le couple . Une masse supérieure augmentera la force de la gravité coté emergé et diminuera la force utile de la poussée d’ Archimède coté immergé .Une masse inférieure aura l’effet inverse pour un résultat presque équivalent dans les trois cas .

Dans la pratique la masse du rotor sera principalement dictée par la nature du matériau employé et par son cout . Un rotor plus léger rendra la machine plus facilement déplaçable . Un rotor plus lourd augmentera son inertie ce qui pourrait être interessant pour absorber une pointe de consommation . Tout sera une affaire de compromis . Le remplissage pouvant se faire aprés l’installation du dispositif en place

La force utile de la poussée d’ Archimède étant:poids du volume de liquide occupé par le corps dans le liquide moins poids du corps .

Le réservoir à une longueur intérieure de 2,10 mètres et un rayon de 1,05 mètres .Soit une contenance théorique de 3460 litres .Une fois le rotor mis en place la contenance n’est plus que d’environ 322 litres plus la réserve de 50 litres soit un total de liquide maximal de 372 litres ,le bac de rétention à une contenance de 400 litres .

Il serait tout à fait envisageable de travailler avec deux fois moins de liquide ou encore moins .

Le joint monté sur un support métallique est fixé par boulons sur le pourtour de l’ouverture du réservoir au contact du rotor .Il est positionner de telle sorte que la répartition gauche droite immergé émergé du rotor soit la plus égale possible .

Un capot recouvre le rotor émergé pour éviter l’evaporation et assurer la sécurité .

Claims (5)

1. Dispositif hydraulique autonome transportable pour entraîner une génératrice électrique , une pompe , un moulin ou tout autres machines tournantes caractérisé en ce qu’il est composé d’un rotor à axe horizontal flottant latéralement pour moitié dans le liquide immobile contenu dans un réservoir .Le rotor constituant de fait une des parois latérales verticales du réservoir .Un joint fixé sur le pourtour de l’ouverture latérale du réservoir en contact avec le rotor assure l’étanchéité du dispositif ,ainsi que l’égale répartition verticale gauche droite immergée et émergée du rotor .Ceci afin que la conjonction de la force de la pesanteur de haut en bas et de la poussée d’Archimède de bas en haut appliqué parallèlement en deux points différents sur le rotor entraîne celui-ci en rotation .
2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le rotor est constitué par une cuve à axe horizontal cylindrique ,équilibré, étanche , indéformable , d’un poids volumique inférieur à celui du liquide contenu dans le réservoir , les surfaces extérieures du rotor sont lisses dures et glissantes .La cuve du rotor est solidaire d’un arbre traversant centré sur son axe , supporté de chaque cotés par des paliers fixés contre les parois verticales du réservoir . L’arbre est relié d’un coté à la machine tournante et à un frein pour pouvoir l’arrêter . Le dispositif se mettant en route tout seul jusqu’a ce qu’on l’arrête , ceci dés que le réservoir est plein
3. Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le réservoir n’a besoin que d’avoir des dimensions légèrement supérieures à celle du demi rotor pour assurer la flottaison du demi rotor en vertu de la loi de physique qui dit « Tout corps plongé dans un liquide subit de la part de ce liquide une poussée verticale de bas en haut égale au poids du volume de liquide occupé par ce corps » ,
4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le réservoir comporte une vanne de vidange en partie basse , un tuyau d’évent en partie haute, une réserve de liquide en partie haute ainsi qu’un bac de rétention situé sous l’appareil pour récupérer les éventuelles fuites.
5. Dispositif selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu’il est possible d’améliorer le rendement en enlevant le joint horizontal supérieur et en introduisant en continu de l’eau au fond du réservoir devant le joint horizontal qui en remontant autour du rotor et en s’écoulant par dessus l’entraîne plus fortement par adhérence visqueuse et alourdissement de sa partie aérienne soumise à la gravité .